【摘 要】
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土壤盐渍化是一个世界性问题,已经严重制约作物的生长和发育。培育优良的耐盐作物品系是改善这一现象的有效途径。甜瓜(Cucumis melo L.)是世界上经济价值很高的园艺作物,具
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土壤盐渍化是一个世界性问题,已经严重制约作物的生长和发育。培育优良的耐盐作物品系是改善这一现象的有效途径。甜瓜(Cucumis melo L.)是世界上经济价值很高的园艺作物,具有相对较强的耐盐性,可以成为培育新型耐盐作物的研究资源。植物对于盐胁迫响应和抵抗是极其复杂的过程。土壤中高浓度的盐分会导致植物根部产生渗透胁迫,影响植物对于钾离子的吸收,致使K~+/Na~+的下降,导致植物体内的正常代谢受到破坏。钾离子通道是调节钾元素吸收和转运的最主要的方式,推测其应该参与了植物的耐盐性调控。MIRK(Melon Inward Rectifying K~+Channel,Gene Bank accession number:DQ116940)是本课题组前期从网纹甜瓜“春丽”中克隆的一个K~+通道基因,并且将其表达到非洲爪蟾卵母(Xenopus oocytes)细胞后发现介导钾离子流时受到了外源Na~+的抑制作用,并且Na~+对MIRK的抑制作用可能是由于MIRK氨基酸序列中的第232-234位的丝氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺残基等共同调节。为了验证MIRK受Na~+抑制位点,本研究将拟南芥中不受Na~+抑制的同源K~+通道基因KAT2孔道区替换到MIRK序列上,生成人工改造甜瓜K~+通道基因△KAT2/MIRK。电生理实验结果显示△KAT2/MIRK仍保持了MIRK介导K~+的属性,但其内向电流则不受外源Na~+的抑制。将MIRK和△KAT2/MIRK分别转化到拟南芥K~+通道KAT1突变体kat1中,抗性筛选和PCR检测结果表明成功获得p35S::MIRK-kat1和p35S::△KAT2/MIRK-kat1转基因植株。实验对转基因拟南芥和kat1拟南芥突变体进行不同浓度的NaCl溶液(0、50、100mmol/L)处理。并分别对根和植株生长状况进行观测,在14天时对其叶绿素含量、生物量、钠钾离子含量进行测定。结果显示MIRK在kat1缺失型拟南芥中的过表达可以介导K~+内流,并参与植株对盐胁迫的响应机制。△KAT2/MIRK(即S5-P-S6)的过表达对植株的衰老机制可能有重要作用。
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