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植物在逆境中的生存之道
低溫是一種常見的逆境脅迫，會造成植物細胞脫水和機械損傷，破壞細胞膜的完整性，使內(nèi)容物泄漏，抑制植物生長。高等植物中，細胞會重新密封因低溫而破裂的細胞膜，以此減少對細胞活性的傷害。該密封修復(fù)過程需要胞吞以及胞吐囊泡運輸?shù)墓餐瑓⑴c。胞吐囊泡可為細胞受損部位提供膜結(jié)構(gòu)，以減小質(zhì)膜張力，而胞吞囊泡可回收受損部位的膜結(jié)構(gòu)。
植物還需要對外界溶液濃度變化作出實時反應(yīng)，才能保證細胞膜的完整性。當(dāng)植物處于高濃度溶液環(huán)境時，細胞失水導(dǎo)致細胞膜損傷，情況嚴(yán)重時會導(dǎo)致細胞死亡，相反，低濃度溶液中細胞吸水，導(dǎo)致細胞體積變大，細胞膜表面積增加。為應(yīng)對胞外溶液濃度變化引起的細胞體積與表面積比率變化，植物需要對胞吞和胞吐途徑進行相應(yīng)調(diào)整，以維持單位面積細胞膜蛋白合適的種類和數(shù)量。研究發(fā)現(xiàn)，高濃度溶液處理時，植物在增強根部細胞胞吞作用的同時會減弱胞吐作用；相反，低濃度溶液處理時植物在減弱根部細胞胞吞作用的同時會增強胞吐作用。
網(wǎng)格蛋白是一類參與胞吞過程的蛋白質(zhì)。當(dāng)被轉(zhuǎn)運物質(zhì)與膜上受體結(jié)合后，網(wǎng)格蛋白聚集在膜下的一側(cè)，逐漸形成直徑50～100nm的細胞膜凹陷，稱為網(wǎng)格蛋白有被小窩，一種小分子GTP結(jié)合蛋白在深陷有被小窩的頸部組裝成環(huán)，發(fā)動蛋白水解與其結(jié)合的GTP形成頸部縊縮，最終脫離細胞膜形成網(wǎng)格蛋白包被膜泡，幾秒鐘后，網(wǎng)格蛋白便脫離膜泡返回細胞膜附近重復(fù)使用（如圖所示）。網(wǎng)格蛋白損傷的擬南芥在胞外溶液濃度過高時，比野生型擬南芥更易受損，這進一步證明了胞吞和胞吐途徑的協(xié)同調(diào)控對植物適應(yīng)外界溶液濃度變化具有重要作用。

（1）低溫會導(dǎo)致植物細胞細胞膜的流動性

降低

降低

，嚴(yán)重的低溫會導(dǎo)致細胞膜破裂，植物細胞可以通過

胞吞和胞吐

胞吞和胞吐

過程重新密封破裂的細胞膜。
（2）低濃度溶液處理時，植物根部細胞增強胞吐作用并減弱胞吞作用的目的是

維持單位面積細胞膜蛋白合適的種類和數(shù)量，以保證細胞膜的完整性

維持單位面積細胞膜蛋白合適的種類和數(shù)量，以保證細胞膜的完整性

。
（3）GTP的結(jié)構(gòu)與ATP相似，網(wǎng)格蛋白包被膜泡形成過程中，GTP被水解為

GDP和Pi

GDP和Pi

。從結(jié)構(gòu)決定功能的角度，解釋網(wǎng)格蛋白損傷的擬南芥對高濃度溶液更不耐受這一現(xiàn)象：

網(wǎng)格蛋白損傷的擬南芥囊泡形成受阻，對于胞吞和胞吐過程不利

網(wǎng)格蛋白損傷的擬南芥囊泡形成受阻，對于胞吞和胞吐過程不利

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