植物的NH4+和NO3-营养吸收特征的异同点是什么?在植物体内同化途径有何不同?(1)植物对NO3-的吸收:①植物吸收NO3-的生理机制:土壤溶液中的NO3-可以通过质流或扩散的形式迁移至根表,然后被植物吸收利用。根系对NO3-的吸收主要依赖于主动吸收系统,需由跨质膜的质子电化学势梯度提供能量。②植物吸收NO3-的分子机制。根系对NO3¯的吸收主要依赖于主动吸收系统,它是一个跨质膜的2H+/1 NO3¯同向转运过程,需由跨质膜的质子电化学势梯度提供能量。NO3¯通过根表皮细胞进入共质体的根细胞原生质后,主要有4种去向: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①在根硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的作用下,还原为NH4+,进而同化成蛋白质; = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②跨越质膜流入质外体; = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③储存于液泡; = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④在根系共质体中运移,通过木质部运往地上部,进入叶肉细胞,在那里被还原或者储存在液泡中。诱导型高亲和力转运系统对NO3¯具有较高的亲和力。当外界NO3¯浓度较低时,根系吸收NO3¯主要依赖于高亲和力转运系统,当外界NO3¯浓度高于1mmol/L时,主要依赖于的低亲和力转运系统。
(2)植物对铵态氮的吸收—生理机制:森林和草地生态系统中,NH4+通常是植物根部可利用的主要无机氮。农田土壤中的铵比较容易扩散,因此植物根际实际NH4+的浓度比较低。植物体内NH4+浓度的高低受NO3¯/NH4+和NO3¯同化协同作用的调节,同时也受到植物蒸腾速率以及昼夜节律调控。外界NH4+离子浓度低于1mmol/L时,主要是高亲和力转运系统承担NH4+的吸收,外界NH4+离子浓度高于1mmol/L时,低亲和转运系统被激活并承担主要的作用。NH4+同化需要的能量比NO3¯少,当植物缺氮的时候,NH4+被优先吸收。
同化途径的异同:NR是催化氮同化的第一个关键酶,是氮代谢的限速因子。NO3-可以迅速诱导NR的表达,蔗糖、激动素等也可以增加NR的表达量。NH4+、Gln、Glu、苹果酸等通过反馈调节方式抑制NR的表达;NH4+在叶绿体或质体中经GS/GOGAT循环参与到氨基酸和蛋白质的代谢过程中。主要有4种关键酶:谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GD
简述植物P饥饿信号调控网络。
PHR1属于一类MYB-CC转录因子家族。是功能丧失的拟南芥突变体。该蛋白以二聚体的形式特异性地结合在磷饥饿诱导表达基因启动子区域的一个顺式作用元件上,从而调控这些基因在磷饥饿胁迫下诱导表达。缺磷条件下磷饥饿诱导基因的诱导表达被抑制;磷饥饿胁迫下诱导地上部花色素苷合成的反应受到了阻断;磷在地上部及地下部间的分配发生了改变,同时,在磷饥饿胁迫下体内糖和淀粉的积累也远低于野生型。PHR1及其类似蛋白PHL1作为中心调控因子整合磷饥饿信号调节基因组表达,从而应对磷饥饿胁迫。PHR1的类泛素化修饰也是植物响应磷饥饿胁迫的一种调控方式。
mir399是一类受磷饥饿特异性表达的microRN