论文部分内容阅读
土壤盐渍化及钾素匮乏是影响植物生长发育的重要因素。盐渍化和低钾双重胁迫下,维持植物体内离子稳态,提高植物耐盐性和耐低钾能力至关重要。高亲和钾离子转运蛋白负责低钾环境中钾离子吸收,在高盐环境中,Na+敏感型的钾离子转运蛋白的活性受到抑制,而Na+不敏感型高亲和钾离子转运蛋白受到影响较小。推测在高盐环境中,Na+不敏感的钾离子转运蛋白能更好地发挥钾离子吸收作用,同时提高植物耐盐性。目前,已从盐生植物分离得到了Na+不敏感钾离子转运蛋白基因。盐角草是世界上最为耐盐的双子叶盐生植物之一,本研究目的在于从盐角草中获得对Na+不敏感的钾离子转运蛋白基因SeHAKl,期望它能够在低钾环境中高效地介导钾离子吸收,并能够提高转基因植株耐盐能力。本实验利用RT-PCR、RLM-RACE和锚定PCR技术获得了2706bp的SeHAKl,其中含249bp的5’UTR,96bp的3’UTR及2361bp的编码区,其编码786个氨基酸的蛋白。同源性分析表明,SeHAKl与报道的HAK家族同源性达到40%-77%。系统进化树分析表明,SeHAKl属于HAK/KUP/KT的第二类亚家族。氨基酸疏水性分析表明SeHAKl具有14个跨膜结构域。基因表达模式分析表明,SeHAKl在盐角草根部组织、茎部组织均有转录水平表达；在未经胁迫处理、高盐胁迫和低钾处理的盐角草中,均可检测到SeHAKl基因表达。将SeHAKl的编码区构建到酵母表达载体pYES2.0中,利用电击转化将重组质粒导入到酵母菌株W△3中,通过营养缺陷型筛选出转基因酵母WA3-SeHAKl。酵母互补表明在100μMK+的培养基中WA3-SeHAKl可以正常生长,但在含有Cs+、Rb+的培养基中生长受到抑制,在高浓度Na+环境中,WA3-SeHAKl受到的影响较小。钾离子耗竭实验表明在外界钾离子浓度为100μMK+条件下,WA3-SeHAKl的钾离子吸收速率高于W△3,其Km值为3.8μM,介导高亲和钾离子转运。在外界钾离子浓度为10mMK+的条件下,WA3-SeHAKl的钾离子吸收速率高于W△3,表明SeHAKl也介导低亲和钾离子吸收。