【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(gè)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(duì)耕地缺鉀的一項(xiàng)有效措施。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,植物主要通過低親和鉀通道蛋白和高親和鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白從外界吸收K~+,其中高親和鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體具有在低鉀環(huán)境中促進(jìn)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(yùn)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(gè)成員。本研究旨在通過亞細(xì)胞定位技術(shù)明確該基因的表達(dá)產(chǎn)物在細(xì)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(jìn)行ZmHAK1基因的亞細(xì)胞定位。結(jié)果顯示ZmHAK1主要定位在細(xì)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(jìn)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(dá)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(shí)表達(dá)量最高,隨后開始下降;ZmHAK1基因在根系的表達(dá)量上調(diào)幅度高于莖和葉片。生長勢(shì)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(shí)受到顯著抑制,但在介質(zhì)中K~+濃度大于200μmol/L時(shí)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(duì)于對(duì)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(duì)照組。
【圖文】：

1 KUP/HAK/KT 家族的 K+轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（有改動(dòng)）（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(dòng))（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(duì)低鉀脅迫的抗性。例如擬南芥 AtHAK5 在 K時(shí)表達(dá)量會(huì)上調(diào)，而在 K+濃度恢復(fù)時(shí)表達(dá)量又會(huì)下調(diào)（Ahn S J，200 HvHAK1 和水稻 OsHAK1 能夠增強(qiáng)酵母缺陷突變體對(duì)低鉀脅迫的抗性稻 OsHAK1 在 K+含量降低時(shí)表達(dá)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(yùn) Na+，，增強(qiáng)植物鹽脅迫抗性的
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S513

【參考文獻(xiàn)】

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6 石W

本文編號(hào)：2646374