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小花碱茅(Puccinellia tenuiflora)是一种典型的禾本科碱茅属盐生植物,广泛分布在我国北方地区,是一种重要的优良牧草,具有很强的耐盐碱能力。我们前期研究表明,小花碱茅主要耐盐机制是通过限制根部Na+的单向内流以减少Na+的净吸收,使其维持较高的根系K+、Na+选择性,以促进根系对K+的吸收和转运。但对其根系K+、Na+选择性分子机制仍不清楚。SOS1通过介导根部Na+的外排,以维持植株根系K+吸收和转运,可能小花碱茅SOS1在根系K+、Na+选择性运输中起关键作用；在钾亏缺或盐胁迫条件下,与其它阳离子相比,K+通道蛋白AKT1对于K+具有高度的选择性,并在维持根系K+吸收中起重要作用,或许小花碱茅AKT1在根系K+、Na+选择性吸收中起重要作用。鉴于此,本研究克隆和鉴定了小花碱茅PtSOS1、PtAKT1,并探讨了不同浓度NaCl、KCl以及NaCl与KC1下PtSOS1、PtAKT1的转录丰度和Na+、K+积累的关系,以期揭示PtSOS1、PtAKT1在小花碱茅抗盐中的作用。主要结果如下：(1) PtSOS1编码1143个氨基酸,C-末端含有一个保守环核苷酸结合域(cyclic nucleotide binding domain),与已知的植物质膜Na+/H+转运蛋白具有较高的同源性(>57%)；PtAKT1编码895个氨基酸,与已知的植物AKT1类K+通道蛋白具有较高的同源性(>60%)。(2)不同浓度NaCI (25-150mM)下,小花碱茅根中的PtSOS1表达水平和根系根系K+、Na+选择性运输能力(ST值)呈急剧增加趋势。(3)添加0.1～1mM KCl显著地增加了根中PtSOS1的转录水平和根系ST值,但在5-10mM KCl下根中PtSOS1的转录水平和根系ST值下降。(4)高盐(150mM NaCl)处理下,随着处理时间的延长,低K+(0.1mM KCl)处理根中PtSOS1表达水平及根系ST值显著低于高K+(5mM KC1)处理。(5)不同浓度NaCl、KCl以及高盐与低K+或高K+互作下,小花碱茅根中PtSOS1表达水平与根系ST值间呈显著的正相关关系。可见,盐胁迫下,PtSOS1在根系K+、Na+选择性运输中起到关键性的作用。(6)不同浓度KCl(0～10mM)处理间小花碱茅根中的PtAKT1表达水平与整株K+浓度均无显著差异,这说明在钾亏缺及低钾条件下小花碱茅PtAKT1在维持根系对K+吸收中亦发挥重要作用。(7)在6-48h,150mM NaCl与0.1或5mM KCl处理的根中PtAKTl表达水平显著高于25mM NaCl与0.1或5mM KCl处理的,但随着处理时间的延长(48～96h),其根中PtAKT1表达水平或整株K+浓度降低,且各处理在48～96h间根中PtAKT1表达水平或整株K+浓度无显著差异。150mM NaCl与0.1或5mMKC1处理6-96h,其根系SA值远高于25mM NaCl与0.1或5mM KCl处理的。进一步研究发现,25mM NaCl与0.1或5mM KC1及150mM NaCl与0.1或5mMKCl处理6-96h,小花碱茅根系K+、Na+选择性吸收能力(SA值)与根中PtAKT1表达水平间呈显著的正相关关系。这说明在盐胁迫下小花碱茅PtAKT1在根系K+、Na+选择性吸收中起关键的作用。综上所述,PtSOS1编码的质膜Na+/H+逆向转运蛋白在调节小花碱茅根系K+、Na+选择性运输中具有重要的作用,并提出盐胁迫下SOS1通过维持木质部周围薄壁细胞膜的完整性来调节质膜上正常的K和Na转运,从而维持了根系K+、Na+选择性运输的作用模型。此外,在盐胁迫下PtAKT1编码的K+通道蛋白在小花碱茅根系K+、Na+选择性吸收中起关键作用。