高等植物叶片保卫细胞代谢在气孔运动过程中发挥重要作用,保卫细胞内的信号转导过程因此与气孔运动密切相关。细胞质膜上存在质子泵,由其活化导致的H~+外流可以影响细胞膜电位,引发一系列信号转导过程。为了探索细胞质膜质子泵在气孔运动过程中的作用及其可能的作用机理,本文以拟南芥叶片表皮条为材料,采用常规植物生理学方法和数字荧光比率测定技术,利用细胞质膜质子泵特异性激活剂壳梭孢菌素和抑制剂钒酸钠对保卫细胞进行处理,对质子泵活性调节剂对气孔开度和保卫细胞内钙离子浓度的影响进行了研究。实验结果表明,质膜质子泵特异性激活剂壳梭孢菌素处理后,气孔开度明显增大,而其抑制剂钒酸钠处理后,气孔开度明显减小。壳梭孢菌素处理后保卫细胞内钙离子浓度总体呈现上升趋势,钒酸钠处理后细胞内钙离子浓度总体呈现下降趋势。实验结果说明,保卫细胞质膜质子泵在气孔运动过程中发挥重要的正向调控作用,这一作用有可能是通过促进细胞内钙离子浓度升高和钙信号的产生实现的。异三聚体G蛋白在跨膜信号转导过程中发挥重要的调控作用,为探究保卫细胞质膜质子泵和异三聚体G蛋白是否有关,本实验采用拟南芥野生型、G蛋白缺失突变体和超表达株系为材料,对不同基因型材料在质子泵激活剂和抑制剂处理后气孔运动和细胞内钙离子变化的差异进行了检测和比较。实验结果表明,野生型、缺失突变体和超表达株系在质子泵激活剂或抑制剂处理后气孔运动和钙离子浓度变化上没有明显差别。推测异三聚体G蛋白在保卫细胞信号转导过程中可能存在于质子泵的上游,也可能与质子泵没有直接关系。