论文摘要
离子的吸收与转运对植物营养、信号转导、生长发育等都起到重要作用。其中K+和Na+由于其重要的生理功能而受到广泛的关注。K+是植物细胞中含量最丰富的无机离子,是一种重要的营养元素,而Na+是盐胁迫条件下最主要的毒性离子,植物的耐盐往往要求植株尤其是地上部分保持低Na+、高K+的状态。植物阳离子转运载体HKT家族,最初被认为参与植物在外部低钾条件下吸收钾离子,后来发现其功能为K+-Na+共转运载体或Na+转运载体。近年研究表明,HKT蛋白在提高植物耐盐性方面起到重要作用。拟南芥AtHKT1可能参与根Na+内流,将Na+从地上部分再循环至根,控制Na+的木质部卸载,或调节K+、Na+平衡。SsHKT1基因是从盐地碱蓬根中克隆到的阳离子转运载体基因,SsHKT1在低钾条件下能够互补酵母吸钾缺失突变体,表现为高亲和钾载体的特征,但在酵母中没有发现有明显的转运Na+的功能。本实验利用植物表达载体pROKⅡ和农杆菌GV3101将SsHKT1基因在拟南芥sas2-1突变体中表达,以研究该蛋白的功能。在含40mg/L卡那霉素的培养基上筛选获得SsHKT1的纯合转化子,并对其进行了分子鉴定和分析,其结果如下:1.提取转基因株系基因组DNA,PCR结果扩增出约1.65kb的特异性条带,表明SsHKT1已整合进sas2-1基因组中。2.提取转基因株系总RNA,RT-PCR结果扩增出约1.65kb的特异性条带,表明插入拟南芥中的SsHKT1已经正常转录。3.测量正常MS培养基上和高K+浓度处理后野生型、sas2-1和转SsHKT1基因植株地上部分和根的K+含量,结果表明转基因植株地上部分和根中的K+含量均高于sas2-1。4.测量不同浓度NaCl（0,50,75,100mmol/L）处理后野生型、sas2-1和转SsHKT1基因植株的Na+含量,转基因植株和sas2-1地上部分和根中的Na+含量相差不大,地上部分都高于野生型,根中低于野生型。5. LiCl耐性分析表明,随时间延长,转基因和sas2-1植株存活率都低于野生型植株。转基因与sas2-1植株存活率差异不大。以上结果表明,SsHKT1基因在sas2-1中表达,在正常和高钾条件下都提高了转基因植株的K+含量,进一步确认了SsHKT1的K+转运功能。转基因植株不论在正常和盐胁迫条件下,地上部分都过量积累Na+,尤其在盐胁迫条件下最明显,盐胁迫下根中的Na+含量与sas2-1相差不大,转基因植株没有提高其LiCl耐性,说明SsHKT1对转基因植株的Na+含量影响不大。没有发现SsHKT1具有地上部分Na+再循环或木质部卸载功能的证据。