梨PbSKOR基因参与植株K^(+)吸收的功能分析

作     者：申长卫 袁敬平 李道涵 李鑫 董彩霞 SHEN Changwei;YUAN Jingping;LI Daohan;LI Xin;DONG Caixia

作者机构：河南科技学院资源与环境学院河南新乡453003 河南科技学院园艺园林学院河南新乡453003 南京农业大学江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室/江苏省有机固体废弃物协同创新中心/教育部资源节约型肥料工程技术研究中心/资源与环境科学学院南京210095 

出 版 物：《植物生理学报》 (Plant Physiology Journal)

年 卷 期：2023年第59卷第2期

页      面：303-314页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

基　　金：河南省青年科学基金(222300420160) 河南科技学院2017年高层次人才引进启动项目(2017034) 

主　　题：梨 PbSKOR 钾通道蛋白 过表达 非生物胁迫 

摘      要：钾素(K)是保障梨果高产和优质的关键元素,土壤缺钾会导致果实品质严重下降,而钾离子通道基因在草本植物响应外界供钾水平、控制体内钾离子吸收和运输中起关键作用,但在木本植物中该基因的功能和分子机制尚不清楚。本研究前期通过RNA-Seq技术从‘黄冠梨’中筛选到一个中柱外向整流型钾离子通道基因PbSKOR,生物信息学表明PbSKOR蛋白质含有1个典型的离子跨膜结构域PF00520,在烟草的瞬时表达发现该蛋白质定位在细胞膜上。系统发育分析表明该蛋白与苹果MdSKOR同源关系最近。研究发现在高钾和低钾胁迫下, PbSKOR-过表达拟南芥植株根系中PbSKOR基因的表达水平都显著高于叶片,表明PbSKOR基因具有组织特异性表达的特点。无论低钾胁迫还是高钾胁迫下, PbSKOR-过表达拟南芥植株根系和叶片中的生物量、钾素含量和钾素积累量都显著高于野生型拟南芥和skor突变体拟南芥,这说明PbSKOR过表达能够增强拟南芥植株应对外界高钾和低钾胁迫的能力,提高K^(+)吸收,调节植株体内K^(+)的平衡和渗透势。基于以上分析推测该基因将会在梨树钾素高效吸收新品种选育和应对外界非生物胁迫中发挥重要作用。