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水稻OsAKT2的钾吸收功能及其在地上部分K+回流中的潜在作用

文献类型： 中文期刊

作者： 黄亚楠 1 ; 李俊林 2 ; 苏彦华 1 ;

作者机构： 1.中国科学院南京土壤研究所/土壤与农业可持续发展国家重点实验室

2.山东省蚕业研究所

关键词： 水稻;OsAKT2;电生理;功能特异性;铵转运

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2022 年 28 卷 007 期

页码： 1158-1166

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]研究水稻钾通道OsAKT2的基本功能和调控特征,揭示其在地上部K+回流中的潜在作用.[方法]通过构建系统进化树和关键氨基酸区域序列比对,对不同物种来源的Shaker类钾离子通道基因进行了同源性分析;利用蛙卵电生理技术,研究水稻OsAKT2的膜电位敏感性及其对钾离子的吸收特征、离子选择性和对钾通道抑制剂的响应变化;并利用实时荧光定量PCR技术,探究了水稻OsAKT2的表达与钾浓度、铵转运及胁迫处理间的相互关系.[结果]OsAKT2与AtAKT2等典型通道高度同源(56%),属于AKT2类弱电压依赖—双向整流型钾离子通道.OsAKT2所介导的K+转运过程,与典型该类通道表现出不同的性质,主要体现在以介导K+的吸收为主,缺失了AKT2通道标志性的K+外排活性,且其K+吸收过程转变为明显的电压依赖性.OsAKT2对K+吸收Km值为43?mmol/L,是一典型的低亲和钾离子通道(>1?mmol/L);与典型Shaker通道相比,钾通道抑制剂Ba2+对OsAKT2的K+吸收活性的抑制效率(<78%)较低,而且表现出一定程度的NH4+通透性(约占K+的22%).进一步模拟田间种植水稻可能遇到的胁迫环境,发现水稻地上部OsAKT2基因的表达丰度在缺铵、缺钾及山梨醇处理下显著提高,且表现出一定的避光性(黑暗中基因表达水平较高).[结论]水稻OsAKT2能够提高植物K+吸收能力,或将有助于增强其在地上部K+回流和再利用中的功能,且对水稻体内氮素营养吸收转运具有潜在的贡献.

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