本文選題：甘蔗 + 鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白��； 參考：《農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)》2017年03期

【摘要】：甘蔗(Saccharum species hybrid)是最重要的糖料作物,由于其生育周期長(zhǎng),生物量大,對(duì)鉀的需求量也大。南方是我國(guó)甘蔗的主要種植區(qū)域,由于土壤本身特性,有效鉀含量低,限制了甘蔗的生產(chǎn)。因此,培育耐低鉀甘蔗品種是提高甘蔗鉀吸收效率的有效途徑之一。本研究以甘蔗品種新臺(tái)糖22號(hào)為材料進(jìn)行低鉀脅迫處理,利用RT-PCR技術(shù)從其根系中克隆得到鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因,命名為SsHAK2(Gen Bank登錄號(hào):KM98738)。該基因全長(zhǎng)為2 798 bp,包含一個(gè)完整的2 352 bp的ORF,編碼784個(gè)氨基酸,相對(duì)分子量為87.602 k D,等電點(diǎn)為8.85,預(yù)測(cè)其為堿性蛋白。SsHAK2苷酸序列包含了12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域(S1~S12),有80%的概率定位在細(xì)胞質(zhì)膜上。同時(shí),該基因還包含3個(gè)保守結(jié)構(gòu)域,分別為鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)域和氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)域。SsHAK2基因與玉米(Zea mays)、大麥(Hordeum vulgare)、水稻(Oryza sativa)等其他作物中HAK基因具有高度的同源性,一致的核苷酸比例在52%~95%。q PCR分析結(jié)果表明,在低鉀、干旱和鹽脅迫下,SsHAK2的表達(dá)都發(fā)生改變。在低鉀脅迫條件下處理96 h,該基因相對(duì)表達(dá)量最大,約達(dá)到對(duì)照的1.70倍;在鹽脅迫條件下處理48 h,該基因的相對(duì)表達(dá)量出現(xiàn)顯著上調(diào),96 h相對(duì)表達(dá)量最高,約為對(duì)照的4.37倍。在干旱脅迫12 h,該基因的相對(duì)表達(dá)量達(dá)到最高,約為對(duì)照的4.07倍。干旱脅迫處理24 h,該基因表達(dá)量約為對(duì)照的1.69倍。但是,在干旱脅迫24到48 h過(guò)程中表達(dá)由下調(diào)轉(zhuǎn)為上調(diào)。干旱脅迫48 h后,該基因的表達(dá)迅速下調(diào),96 h時(shí)該基因表達(dá)量最低,約為對(duì)照表達(dá)量的1/4。q PCR分析結(jié)果表明該基因在低鉀、干旱和鹽脅迫下發(fā)揮重要的調(diào)控作用。本研究結(jié)果為進(jìn)一步研究甘蔗鉀吸收分子機(jī)制提供基礎(chǔ)。
[Abstract]:Saccharum species hybrid is the most important sugar crop. Because of its long growing period and large biomass, the demand for potassium is also large. The south is the main planting area of sugarcane in China. Because of the characteristic of soil and the low content of available potassium, the production of sugarcane is restricted. Therefore, the cultivation of low potassium tolerant sugarcane varieties is one of the effective ways to improve the potassium absorption efficiency of sugarcane. In this study, the sugarcane cultivar Xintaitang 22 was used for low potassium stress. Potassium transporter gene was cloned from its root system by RT-PCR technique and named as SsHAK2(Gen Bank accession number: KM98738. The gene is 2 798 BP in length and contains a complete 2 352 BP ORF encoding 784 amino acids. The relative molecular weight is 87.602 KD and the isoelectric point is 8.85. It is predicted that the nucleotide sequence of basic protein SsHAK2 contains 12 transmembrane domain S1S12, and the probability is 80% located on the cytoplasmic membrane. At the same time, the gene also contains three conserved domains, namely, potassium transporter domain and amino acid transporter domain. The SsHAK2 gene has high homology with other crops, such as Zea mayssos, Hordeum vulgarea, Oryza sativa, etc. The results of PCR analysis showed that the expression of SsHAK2 changed under low potassium, drought and salt stress. Under the condition of low potassium stress for 96 h, the relative expression of the gene reached 1.70 times of that of the control, and the relative expression of the gene was significantly up-regulated at 96 h after 48 h of salt stress, about 4.37 times of that of the control. At 12 h of drought stress, the relative expression of the gene reached the highest level, about 4.07 times of that of the control. Under drought stress for 24 h, the expression of the gene was 1.69 times as much as that of the control. However, the expression changed from down-regulation to upregulation during 24 to 48 h of drought stress. After 48 h of drought stress, the expression of this gene was the lowest at 96 h after drought stress. The results of 1 / 4.q PCR analysis showed that the gene played an important role in regulation under low potassium, drought and salt stress. The results provide a basis for further study on the molecular mechanism of potassium absorption in sugarcane.
【作者單位】： 廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所)廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-20-1-4) 廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(No.2014B070705002;No.2014A040401033;No.2014B090907006) 廣東省科學(xué)院科研平臺(tái)環(huán)境與能力建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目(No.2016GDASPT-0306) 亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題
【分類(lèi)號(hào)】：S566.1

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本文編號(hào)：1939279