【摘 要】
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植物HKT(High affinity K~+ transporter)在耐盐胁迫方面起着重要作用。小麦Ta HKT2;1是第一个被克隆的植物HKT基因,被证明是一个高亲和K~+/Na~+同向转运蛋白(K~+/Na~+co-tra
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植物HKT(High affinity K~+ transporter)在耐盐胁迫方面起着重要作用。小麦Ta HKT2;1是第一个被克隆的植物HKT基因,被证明是一个高亲和K~+/Na~+同向转运蛋白(K~+/Na~+co-transporter)。拟南芥基因组只有一个HKT基因(AtHKT1;1)。实验表明,AtHKT1;1具有Na~+转运活力,其功能是通过外排以降低叶片Na~+含量。条叶蓝芥(Thellungiella parvula)属于十字花科盐芥属(Thellungiella)植物,是拟南芥近缘植物,具有极强耐盐胁迫的能力。因而挖掘条叶蓝芥耐盐相关基因,有助于揭示植物耐盐胁迫的分子机理。条叶蓝芥含有2个HKT基因(TpHKT1;1和TpHK1;2)。然而,目前对于它们的离子转运活力和生理功能还很不清楚。为了了解条叶蓝芥TpHKT1;1和TpHK1;2的生理功能,我们克隆了TpHKT1;1和TpHK1;2基因,表达在拟南芥和酵母细胞之中。初步分析了TpHKT1;1和TpHK1;2的离子转运活力和生理功能。同时,我们采用基因表达技术,分析了TpHK1;2的亚细胞定位。我们得到以下结果:1.我们首先克隆TpHKT1;1和TpHKT1;2基因,表达在拟南芥野生型Col(gl1)和突变体athkt1-1和athkt1-4中;目前已经得到TpHKT1;2转基因植株。同时,将TpHKT1;1和TpHKT1;2基因克隆到酵母表达载体p DR196,并表达在酵母中。2.实验发现,在50 mM Na Cl胁迫下,TpHKT1;2转化拟南芥野生型Col(gl1)和突变体athkt1-1,athkt1-4的植株出现死亡现象,而拟南芥野生型Col(gl1)和突变体athkt1-1,athkt1-4的植株生长良好,表明TpHKT1;2可能具有向细胞内转运Na~+的功能。3.酵母异源表达实验发现,表达TpHKT1;1和TpHKT1;2的酵母菌株在30 mM Na Cl胁迫下不能生长;但是,当有1m M或7 m M KCl存在下,表达TpHKT1;1和TpHKT1;2的酵母菌株可以在50m M Na Cl胁迫下生长。说明TpHKT1;1和TpHKT1;2具有Na~+和K~+转运活性;K~+可以抑制TpHKT1;1和TpHKT1;2的Na~+转运活性。4.为了分析TpHKT1;2的亚细胞定位,我们将TpHKT1;2和细胞器marker共表达在拟南芥之中,构建转基因植株。激光共聚焦显微镜观察发现,TpHKT1;2在质膜,高尔基体,反式高尔基网状结构,液胞前体和多泡体中均有表达。总之,TpHK1;1和TpHK1;2具有向细胞内转运Na~+的活力;K~+可以抑制TpHKT1;1和TpHKT1;2的Na~+转运活性。
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