细胞膜H+-ATP酶在植物矿质营养中的作用

作者：戴森焕; 吴海诚; 张茂星; 丁明; 朱毅勇; 曾后清^*

来源：植物营养与肥料学报, 2022, 28(11): 2118-2129.

• +-ATP酶" name="keyword">细胞膜H+-ATP酶
• 矿质元素
• 养分吸收
• 养分胁迫
• 有机酸分泌

细胞膜H+-ATP酶是植物体内一类重要的质子泵，也是一种极其关键的转运蛋白，在植物各种生命活动中具有重要的功能。本文综述了细胞膜H+-ATP酶的活性调控机制，及其在植物根系吸收与利用矿质营养中的生理作用。细胞膜H+-ATP酶通过消耗ATP将细胞质中的H+排出，为养分离子的跨膜转运，以及有机酸和生物硝化抑制剂等物质的分泌提供细胞膜电位和质子驱动力。在缺磷、缺铁和铝毒等营养逆境下，细胞膜H+-ATP酶在受诱导后通过分泌H+使根际酸化，从而提高磷和铁的有效性，还通过促进有机酸分泌来活化土壤中的矿物态磷，并且可以降低铝离子的毒害。此外，细胞膜H+-ATP酶还参与调节植物根系的生长以及植物与丛枝菌根真菌的共生。通过遗传途径调节细胞膜H+-ATP酶及其上游调节因子，如蛋白激酶和磷酸酶等基因的表达，以及对细胞膜H+-ATP酶的特定氨基酸位点进行突变，可以改良作物细胞膜H+-ATP酶的活性。这是一种提高作物养分利用效率、增强作物抵抗营养逆境的有效策略。

• 单位
  杭州师范大学; 南京农业大学; 佛山科学技术学院