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《南京农业大学》 2016年
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水稻钾转运蛋白OsHAKx响应盐胁迫的功能研究

申振兴  
【摘要】:随着土壤盐渍化问题的加剧,了解植物的耐盐机制,培育抗盐作物已成为迫切任务。目前为止,人们对钠转运与植物耐盐关系的研究比较清楚,比如抑制钠离子(Na+)吸收、促进Na+外排,将过量Na+区室化,减少Na+在细胞内,尤其是细胞质中的积累。同时,环境和细胞内过高的Na+浓度造成钾(K)营养的缺失。如何维持植物胞质Na+/K+平衡对提高植物耐盐性至关重要。K+和Na+之间的物理化学特性十分相似,Na+能竞争性抑制K+的吸收。当植物长期暴露于高盐环境中,Na+毒害不能有效解除时,最终会引起胞内K+稳态的失衡。KUP/HAK/KT转运体家族是植物中重要的K+吸收和转运系统,介导K+从土壤中进入植物根系以及K+在组织内和细胞间的转运。本论文通过定量分析、亚细胞定位、酵母异源系统功能验证、以及基因突变等研究方法,分析了盐胁迫下KUP/HAK/KT转运体家族成员OsHAKx转运体的K+转运特性,探讨了其在维持水稻Na+/K+稳态的中的作用。主要研究结果如下:1.我们发现OsHAKx特异性受高盐诱导表达。130mM NaCl处理下,与野生型幼苗相比,Tos17插入突变体oshakxs具有明显的盐敏感特征,表现为oshakxs植株地上部生长受到显著抑制,叶片萎蔫、发黄。2.对盐胁迫下OsHAKx各基因型植株的离子含量和净吸收率分析结果显示:与野生型(WT)相比,oshakx的地上部和地下部积累了较多的Na+,较少的K+;oshakx的Na+净吸收率显著高于WT,K+净吸收率显著低于WT。3.OsHAK 为全株表达,旗叶和旗叶鞘表达量最高。亚细胞定位分析结果显示OsHAKx定位在细胞质膜上。4.利用酵母功能互补实验检测OsHAKx的转运活性发现,OsHAKx能缓解K+吸收缺陷型酵母CY162细胞的生长缺陷。盐胁迫下,OsHAKx介导的K+吸收能维持CY162细胞的Na+/K+稳态,增强CY162细胞的耐盐性。综上所述,我们认为OsHAKx参与响应盐胁迫,OsHAKx介导K+吸收对维持盐胁迫下胞质的Na+/K+稳态、提高水稻耐盐性具有重要作用。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S511

【参考文献】
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