论文摘要
钾是植物生长发育所必需的营养元素之一，在植物的生命活动中，发挥着许多重要的作用。我国是一个钾矿匮乏的国家，而我国的钾肥需求量很大。在农业生产中，钾肥投入不足已成为限制我国农业生产发展的重要因素之一。利用基因工程与常规育种手段相结合，提高农作物的钾肥利用效率是解决农作物生产中钾肥供需矛盾的重要途径之一。本研究以模式植物拟南芥为实验材料。2000年底拟南芥全基因组序列被公布，从而拟南芥基因克隆、结构与功能研究有了飞速发展。由于拟南芥是国际上第一个完成全部基因组序列测定的高等植物，因此以拟南芥为研究的模式植物成为研究高等植物基因组学的一条重要途径。AIK是拟南芥AtKUP／HAK／KT转运体家族中的一个成员，这类钾转运体最早在大肠杆菌（Escherichia coli）中被鉴定，并命名为KUPs（K+ uptake permeascs钾吸收透性酶）（Schleyer和Bakker，1993）。在拟南芥中的这类转运体被命名为AtKT（K+transporter）、AtHAK或AtKUP，有13个成员（Maser等，2001）。本研究中构建了AIK基因的过表达植株，并对其进行了表达量鉴定。通过对过表达植株、野生型植株及AIK敲除突变体植株的表型比较，发现过表达植株在正常MS上表现出冠部较小的表型；其生物量及钾含量也低于野生型和突变体；钾吸收动力学实验也表明：过表达植株无论在高浓度钾条件下（外界K+浓度为1mM）还是在低浓度钾条件下（外界K+浓度为300μM），其钾吸收能力均差于野生型和敲除突变体植株，这就说明了，在高亲和及高亲和的范围内，过表达AIK基因都负面地影响了植株的钾吸收。