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K+是植物生长发育过程中不可或缺的营养成分之一。植物对钾离子的吸收通常由根细胞质膜上的低亲和性K+转运系统和高亲和性K+转运系统共同完成。野生商陆是一种钾含量极高的植物,可在低K+环境下正常生长,有研究表明这可能与体内高亲和性K+转运系统的高表达量有关。为了研究商陆PaHAK1基因的功能以及筛选获得转PaHAK1基因水稻钾高效吸收株系,本研究通过农杆菌介导的浸花法转化模式植物拟南芥来研究PaHAK1基因的功能,并对已得到的转PaHAK1基因水稻日本晴株系进行分子鉴定与表型分析,采用溶液培养法,分析转PaHAK1水稻株系在不同K+浓度梯度培养液中对K+的吸收动力学参数,并筛选出K+吸收能力强的水稻株系。得出如下结果：1成功构建了过表达载体pWM101-PaHAK1,以农杆菌介导的浸花法转化了拟南芥突变体hak5、akt1。PCR检测结果表明获得了阳性的转PaHAK1基因拟南芥植株。2分别提取转PaHAK1基因拟南芥和转PaHAK1基因水稻的叶片组织RNA进行半定量PCR检测。结果表明,PaHAK1基因在拟南芥和水稻中均得到表达。3转PaHAK1基因拟南芥的表型分析表明,转基因植株表现出叶柄较长,叶片较大,开花延迟。4拟南芥突变体hak5、akt1功能回复试验表明在低钾胁迫后转PaHAK1基因拟南芥突变体能恢复生长,说明PaHAK1是高亲和性钾转运体,在低K+情况下参与K+的吸收与转运作用。5转PaHAK1水稻的表型分析表明,转基因水稻在低K+浓度下比日本晴的长势稍好,高K+浓度时两者长势相当,推测PaHAK1基因在低K+水平下表达,并发挥高亲和性K+吸收的功能。6转PaHAK1基因水稻株系K+吸收动力学分析显示,全部转PaHAK1水稻株系在低K+浓度情况下,均有较小的Km和Cmin值,大多数转PaHAK1水稻株系在中高K+浓度条件下的Km和Cmin值也较小。而转基因株系4无论处于低K+还是高K+浓度时,都具有低Km、低Cmin和高Imax的特征,适合在广泛的钾营养环境条件下生长,筛选出转基因株系4为K+吸收能力强的钾高效水稻株系。