【摘要】：鉀是植物體內(nèi)具有重要生理功能的必需營養(yǎng)元素之一,能夠有效提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。但是由于土壤中的鉀素容易遭受淋溶損失,耕地缺鉀已經(jīng)成為我國乃至世界范圍內(nèi)制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個重要因素。由于鉀肥供應(yīng)不足,因此,挖掘鉀高效利用的植物資源,并利用這些植物體內(nèi)的鉀高效利用基因以提高缺鉀土壤上植物的產(chǎn)量和品質(zhì),是應(yīng)對耕地缺鉀的一項有效措施。據(jù)文獻報道,植物主要通過低親和鉀通道蛋白和高親和鉀轉(zhuǎn)運體蛋白從外界吸收K~+,其中高親和鉀轉(zhuǎn)運體具有在低鉀環(huán)境中促進植物吸收K~+的功能。KUP/HAK/KT家族是植物中最大的高親和鉀轉(zhuǎn)運體蛋白家族,本課題組已經(jīng)從鉀高效利用的玉米體內(nèi)克隆得到了ZmHAK1基因,生物信息學(xué)表明該基因?qū)儆贙UP/HAK/KT家族的一個成員。本研究旨在通過亞細胞定位技術(shù)明確該基因的表達產(chǎn)物在細胞內(nèi)的具體存在部位,并利用RNA干擾技術(shù)深入研究玉米ZmHAK1基因的功能。本研究用農(nóng)桿菌侵染法轉(zhuǎn)化本氏煙葉片,通過觀察EYFP融合熒光蛋白來進行ZmHAK1基因的亞細胞定位。結(jié)果顯示ZmHAK1主要定位在細胞質(zhì)膜上,這一結(jié)果符合該蛋白行使的功能以及軟件的預(yù)測結(jié)果。通過蘸花侵染法將已構(gòu)建的pRNAi-ZmHAK1 RNA干擾載體轉(zhuǎn)入含有ZmHAK1基因的擬南芥株系。并繼續(xù)自交繁殖,篩選得到T_3代穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因株系。并且利用花粉管通道法將pRNAi-ZmHAK1 RNA干擾載體轉(zhuǎn)入玉米自交系。以T_3代RNA干擾植株為材料進行qRT-PCR分析。結(jié)果表明在低鉀脅迫下,RNA干擾株系ZmHAK1基因的表達量受到抑制,上調(diào)程度明顯低于擬南芥的ZmHAK1功能恢復(fù)株系;ZmHAK1基因在72h時表達量最高,隨后開始下降;ZmHAK1基因在根系的表達量上調(diào)幅度高于莖和葉片。生長勢和吸鉀量測定的結(jié)果表明低鉀脅迫下RNA干擾株系的生長受到抑制,該株系的擬南芥根伸長量在介質(zhì)中K~+濃度小于100μmol/L時受到顯著抑制,但在介質(zhì)中K~+濃度大于200μmol/L時根伸長量幾乎不受影響。從低鉀脅迫15d開始,RNA干擾株系相對于對照組表現(xiàn)出明顯的鉀缺素癥狀。RNA干擾株系在低鉀脅迫下的吸鉀量和鉀利用指數(shù)低于對照組。
【圖文】：

1 KUP/HAK/KT 家族的 K+轉(zhuǎn)運系統(tǒng)（有改動）（王毅，transfer system of the KUP/HAK/KT family（modified）（

圖 1.2 KUP/HAK/KT 家族的系統(tǒng)發(fā)生樹(有改動)（Gupta M，2008）ig. 1.2 The phylogenetic tree of the KUP/HAK/KT family (modified)（Gupta M，200目前的研究表明，KUP/HAK/KT 家族蛋白主要介導(dǎo)植物在低鉀環(huán)境中收，因此能夠提高植物對低鉀脅迫的抗性。例如擬南芥 AtHAK5 在 K時表達量會上調(diào)，而在 K+濃度恢復(fù)時表達量又會下調(diào)（Ahn S J，200 HvHAK1 和水稻 OsHAK1 能夠增強酵母缺陷突變體對低鉀脅迫的抗性稻 OsHAK1 在 K+含量降低時表達量上調(diào)（Senn M E，2001；陳璐.，20/HAK/KT 家族中的某些蛋白還具有轉(zhuǎn)運 Na+，，增強植物鹽脅迫抗性的
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S513

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳佳廣;;植物中鉀營養(yǎng)性狀研究進展[J];農(nóng)業(yè)科技與裝備;2015年03期

2 張彥桃;王欣;祁智;亢燕;;擬南芥高親和性鉀轉(zhuǎn)運體AtHAK5參與植物根對鹽脅迫及ABA的反應(yīng)[J];華北農(nóng)學(xué)報;2014年06期

3 于一帆;朱小彬;葛會敏;陳云;;基于綠色熒光蛋白瞬時表達的植物亞細胞定位方法[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年12期

4 李曉君;王紹梅;謝艷蘭;和敏;;農(nóng)桿菌滲透法轉(zhuǎn)化煙草條件的優(yōu)化[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年09期

5 宋毓峰;董連紅;靳義榮;史素娟;張良;劉朝科;馮祥國;胡曉明;王倩;劉好寶;;林煙草KUP/HAK/KT鉀轉(zhuǎn)運體基因NsHAK11的亞細胞定位與表達[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年06期

6 吳振強;;南方主要土壤鉀素現(xiàn)狀及對策[J];福建熱作科技;2013年04期

7 趙文婷;魏建和;孟冬;劉曉東;高志暉;;3種瞬時表達體系研究1個白木香倍半萜合酶的亞細胞定位[J];中草藥;2013年23期

8 季靜;汪婷婷;王罡;吳疆;關(guān)春峰;;HAK基因?qū)τ衩椎倪z傳轉(zhuǎn)化及其耐鹽性研究[J];天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2013年07期

9 梁振娟;張亞黎;羅宏海;張旺鋒;;鉀營養(yǎng)對棉花葉片光合作用及衰老特性的影響[J];石河子大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年03期

10 宋志忠;叢郁;韓蕾;王莉;蘇彥華;;葡萄基因組中 KUP 蛋白的生物信息學(xué)分析(英文)[J];基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué);2011年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 張婷婷;玉米高親和鉀轉(zhuǎn)運體基因ZmHAK1的遺傳轉(zhuǎn)化及耐低鉀特性研究[D];吉林大學(xué);2015年

2 孔靜;生長素的極性運輸在擬南芥根系機械響應(yīng)中的作用[D];重慶大學(xué);2013年

3 陳璐;水稻鉀離子轉(zhuǎn)運蛋白HAK家族中四個基因功能的初步分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

4 王婧;玉米內(nèi)源海藻糖水解酶基因的RNA干涉轉(zhuǎn)基因研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

5 劉俊風(fēng);鉀高效玉米基因型快速篩選體系的建立及相關(guān)基因的克隆與表達分析[D];吉林大學(xué);2011年

6 石W

本文編號：2646374