Plant Molecular Biology

Aquaporin thuộc nhóm protein màng được bảo tồn cao gọi là protein nội tại chính, giúp vận chuyển nước qua các màng sinh học. Bộ gen của Arabidopsis mã hóa 35 gen aquaporin với 13 đồng loại trong nhóm protein màng plasma nội tại (PIP). Tuy nhiên, chức năng của từng isoform aquaporin và chức năng tích hợp của aquaporins ở thực vật dưới các điều kiện sinh lý khác nhau vẫn chưa rõ ràng. Như một bước tiến tới việc hiểu chức năng của aquaporin trong thực vật dưới các kích thích môi trường khác nhau, biểu hiện của một gia đình gen mã hóa 13 PIPs ở Arabidopsis thaliana dưới các điều kiện căng thẳng phi sinh học bao gồm khô hạn, lạnh và độ mặn cao, hoặc điều trị axit abscisic (ABA) đã được điều tra bằng phân tích PCR đảo ngược phiên mã thực tế thời gian định lượng. Một số gen PIP biểu hiện chủ yếu ở rễ hoặc hoa. Biểu hiện của cả aquaporins được biểu hiện cao như PIP1;1, PIP1;2 và PIP2;7 cùng với aquaporins biểu hiện yếu như PIP1;4, PIP2;1, PIP2;4 và PIP2;5 đã được điều chỉnh bởi các kích thích bên ngoài. Phân tích dữ liệu của chúng tôi cho thấy chỉ PIP2;5 được biểu hiện tăng lên bởi điều trị lạnh, và hầu hết các gen PIP bị biểu hiện giảm xuống bởi căng thẳng lạnh. Sự điều chỉnh tăng hoặc giảm rõ rệt trong biểu hiện PIP được quan sát thấy dưới căng thẳng nước, trong khi các gen PIP bị điều chỉnh ít nghiêm trọng hơn bởi độ mặn cao. Phản ứng của mỗi aquaporin đối với ABA đều khác nhau, ngụ ý rằng việc điều chỉnh biểu hiện aquaporin liên quan đến cả con đường tín hiệu phụ thuộc và không phụ thuộc vào ABA. Tổng thể, sự profile biểu hiện toàn diện của 13 thành viên trong gia đình gen PIP cung cấp cơ sở mới để phân bổ chức năng sinh học liên quan đến căng thẳng cho mỗi gen PIP.