AtHAK5基因编码拟南芥高亲和性钾转运体,低K+条件下,在根中表达,负责根细胞从土壤中吸收钾,是植物适应低钾环境的重要基因。本研究有两个内容：(1)鉴定AtHAK5启动子中感应低钾信号的顺式元件的位置,为下一步利用酵母单杂交方法鉴定调节AtHAK5基因表达的转录因子奠定基础。本实验将AtHAK5六个不同长度的启动子克隆到双元表达载体pORE R1中β-葡萄糖醛酸酶(GUS)报告基因的上游,形成promoter AtHAK5::GUS融合基因。通过农杆菌侵染野生型拟南芥的花序,多代筛选,得到稳定表达该融合基因的T3代转基因种子。通过基于β-葡萄糖醛酸酶活性的组织化学染色法,对这些来自T3代转基因种子的幼苗进行了分析,确定AtHAK5启动子中感应低钾环境的顺式作用元件位于起始转录上游-267到-471碱基的范围内。(2)探索在低钾条件下,其它土壤逆境对AtHAK5基因表达的调节,以及AtHAK5在植物适应其他土壤逆境中的功能。以稳定表达全长AtHAK5启动子和GLS报告基因的拟南芥T3代转基因种子为材料,结合real time RT PCR,本研究发现,AtHAK5基因不但受低钾条件,同时也受H2O2、ABA、NaCl和低钙环境诱导表达,并且这些逆境对AtHAK5基因表达的诱导作用被NH1+所抑制。为了探索AtHAK5是否参与植物适应如上逆境的信号途径,我们对比拟南芥野生型(Co1-0)与缺失AtHAK5基因的突变体(athak5)在上述不同胁迫处理下的表型。研究发现,在低钾条件下,athak5突变体同野生型相比表现出对ABA和NaCl更加敏感的表型,表明AtHAK5参与了植物细胞适应ABA和盐胁迫的生理过程。