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植物生理学报 2019年第12期55卷 1747-1761页

作者：柴薇薇王文颖崔彦农王锁民兰州大学草地农业科技学院草地农业生态系统国家重点实验室农业农村部草牧业创新重点实验室兰州730020

钾在植物生长发育过程中具有至关重要的生理生化作用。植物对K+的吸收转运主要通过钾转运蛋白/通道来实现。kup/hak/kt(K+uptake permease/high-affinity K^+/K^+transporter)家族成员是植物体内数目最多,功能多样的K+转运蛋白,在植物... 详细信息

钾在植物生长发育过程中具有至关重要的生理生化作用。植物对K+的吸收转运主要通过钾转运蛋白/通道来实现。kup/hak/kt(K+uptake permease/high-affinity K^+/K^+transporter)家族成员是植物体内数目最多,功能多样的K+转运蛋白,在植物养分代谢、生长调控和抵御胁迫等过程中发挥着重要的作用。此外,kup/hak/kt钾转运蛋白受低钾条件下一系列的信号转导系统的调控,包括脱落酸、乙烯、生长素及活性氧。本文主要就kup/hak/kt家族成员功能及表达调控方面的研究进行了综述,并对其未来的研究前景进行了展望,以期为植物钾转运吸收机制研究及改良和培育钾高效利用型作物提供理论基础。

关键词： kup/hak/kt 分类功能调控

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小麦kup/hak/kt基因家族的全基因组鉴定、系统进化和表达模式分析

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西北农业学报 2021年第3期30卷 351-364页

作者：吴胜男杨媛李英壮王娜谢彦周简俊涛杨辉王成社西北农林科技大学农学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室陕西杨凌712100 南阳市农业科学院河南南阳473000

为深入发掘小麦kup/hak/kt基因的功能,利用小麦最新基因组数据,通过生物信息学手段,对小麦kup/hak/kt基因家族进行基因组水平的鉴定,并对其系统进化及表达模式进行分析。鉴定结果表明,本研究在小麦中鉴定到98个kup/hak/kt基因,根据系统... 详细信息

为深入发掘小麦kup/hak/kt基因的功能,利用小麦最新基因组数据,通过生物信息学手段,对小麦kup/hak/kt基因家族进行基因组水平的鉴定,并对其系统进化及表达模式进行分析。鉴定结果表明,本研究在小麦中鉴定到98个kup/hak/kt基因,根据系统进化分析结果,可将其分为ClusterⅠ、ClusterⅡ、ClusterⅢ和ClusterⅣ4个进化簇,不同进化簇具有特异的基因结构。染色体定位结果表明,小麦21条染色体上均含有kup/hak/kt基因,每条染色体上有2~9个kup/hak/kt基因。通过对小麦kup/hak/kt基因复制事件的分析发现小麦kup/hak/kt基因共产生92个基因复制。此外,转录组数据分析发现小麦kup/hak/kt基因在逆境胁迫下存在差异表达,多个胁迫响应相关的kup/hak/kt基因被鉴定到,为小麦kup/hak/kt基因功能的研究提供了初步的理论依据。

关键词：小麦 kup/hak/kt 系统进化表达模式

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Potassium transporter kup9 participates in K+distribution in roots and leaves under low K+stress

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Stress Biology 2022年第1期2卷 60-70页

作者： Taro Yamanashi Takeshi Uchiyama Shunya Saito Taiki Higashi Hayato Ikeda Hidetoshi Kikunaga Mutsumi Yamagami Yasuhiro Ishimaru Nobuyuki Uozumi Department of Biomolecular Engineering Graduate School of EngineeringTohoku UniversitySendai 980‑8579Japan Research Center for Electron Photon Science Tohoku UniversitySendai 980‑0826Japan Cyclotron and Radioisotope Center Tohoku UniversitySendai 980‑8578Japan Institute for Environmental Sciences RokkashoKamikitaAomori 039‑3212Japan

Potassium(K)is a major essential element in plant cells,and kup/hak/kt-type K+transporters participate in the absorption of K+into roots and in the long-distance transport to above-ground *** Arabidopsis thaliana,kup9 is involved in the transport of K+and Cs+in *** this study,we investigated kup9 function in relation to the K+status of the *** expression of kup9 was upregulated in older leaves on K+-depleted medium,compared to the expression of the other 12 kup genes in the kup/hak/kt family in *** grown on low K+medium,the kup9 mutant had reduced chlorophyll content in seedlings and chlorosis in older rosette ***-specific expression of kup9 determined by kup9 promoter:GUS assay depended on the K+status of the plants:In K+sufficient medium,kup9 was expressed in the leaf blade towards the leaf tip,whereas in K+depleted medium expression was mainly found in the *** accordance with this,K+accumulated in the roots of kup9 *** short-term 43K+tracer measurement showed that 43K was transferred at a lower rate in roots and shoots of kup9,compared to the wild *** data show that kup9 participates in the distribution of K+in leaves and K+absorption in roots under low K+conditions.

关键词： Potassium kup9 Arabidopsis thaliana kup/hak/kt

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高亲和钾转运体在植物抗盐中的作用

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安徽农业科学 2007年第12期35卷 3470-3474页

作者：赵畅张淼李法莲邵群山东师范大学生命科学学院山东济南250014

土壤盐渍化是导致作物减产的一项重要原因,Na+对大多数作物是有害的,而钾是植物不可缺少的营养成分,植物根系在外界低钾条件下主要通过高亲和性系统吸收K+。介绍了高亲和钾转运体Trk/Hkt和kup/hak/kt 2大家族的结构和功能。主要讨论了... 详细信息

土壤盐渍化是导致作物减产的一项重要原因,Na+对大多数作物是有害的,而钾是植物不可缺少的营养成分,植物根系在外界低钾条件下主要通过高亲和性系统吸收K+。介绍了高亲和钾转运体Trk/Hkt和kup/hak/kt 2大家族的结构和功能。主要讨论了当植物处于K+饥饿及盐胁迫下,2大家族在改善植物钾营养、提高植物耐盐性方面的作用。

关键词：高亲和性钾转运体 Trk/Hkt kup/hak/kt K^+ Na^+均衡抗盐

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萝卜耐低钾种质筛选与鉴定

萝卜耐低钾种质筛选与鉴定

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作者：於扣云南京农业大学

学位级别：硕士

萝卜是十字花科萝卜属一、二年生根菜类蔬菜作物,其膨大的肉质根营养丰富,深受人们喜爱,在蔬菜生产与供应中占有重要地位。钾是植物生长必需的三大元素之一,钾素缺乏会造成作物生长发育迟缓、叶片发黄掉落等问题,导致产量及品质下降。... 详细信息

萝卜是十字花科萝卜属一、二年生根菜类蔬菜作物,其膨大的肉质根营养丰富,深受人们喜爱,在蔬菜生产与供应中占有重要地位。钾是植物生长必需的三大元素之一,钾素缺乏会造成作物生长发育迟缓、叶片发黄掉落等问题,导致产量及品质下降。科学施用钾肥及培育耐低钾萝卜品种是解决限制蔬菜高效生产问题的有效途径。植物主要通过根系细胞膜上多种钾转运体和通道蛋白实现对外界钾元素的吸收与转运。因此,挖掘萝卜耐低钾相关基因,明确其低钾胁迫响应机制将为耐低钾萝卜种质创新与品种选育提供理论依据。鉴于此,本研究以34份不同基因型的萝卜为材料,将低钾处理后的表型性状与钾积累量等作为测定指标,对其耐低钾能力进行评价,筛选出耐低钾和钾敏感基因型;基于基因组数据库,分离鉴定出萝卜钾转运蛋白kup/hak/kt家族成员基因,通过RT-qPCR分析不同胁迫处理下kup/hak/kt家族基因的时空表达模式,以鉴定出萝卜耐低钾性状相关的候选功能基因。主要研究结果如下:1.根据低钾浓度处理下的3份萝卜基因型地下部鲜重变异系数,确定适宜低钾处理浓度为0.3mM。对34份萝卜基因型材料分别进行低钾水平(0.3 mM)和正常钾水平(3 mM)处理,统计其根长、株高、鲜重、钾含量和钾积累量等生理指标。通过方差、变异系数、相关系数和聚类分析等方法,对耐低钾能力进行综合评价。结果表明,相对地下部鲜重、相对地上部鲜重和相对地下部钾积累量3个指标可作为萝卜耐低钾能力的主要评价指标,根长、株高则作为辅助评价指标。根据不同萝卜基因型的耐低钾指数,通过聚类分析将34个萝卜基因型的耐低钾能力分为强、中等、弱3个等级。其中N4,N8等12个为强耐低钾基因型;N5,N11等12个为中等耐低钾基因型;N1,N2等10个为耐低钾能力弱的基因型。耐低钾能力分级标准的制定与种质筛选,为萝卜耐低钾种质鉴定创新研究提供了重要基础。2.基于萝卜基因组数据库,分离鉴定出25个萝卜kup/hak/kt家族基因,定位于7条不同染色体上。蛋白理化性质分析表明,kup/hak/kt总氨基酸数量161～865,等电点5.19～9.64,多数属于碱性蛋白;蛋白分子量18.08kD～96.33kD,不稳定系数为26.23～50.23,大部分成员总平均亲水性指数>0,为疏水性蛋白。共线性分析表明,25个萝卜kup/hak/kt成员被分为3类,包括Cluster Ⅰ、Cluster Ⅱ和Cluster Ⅲ,与拟南芥、水稻和番茄中kup/hak/kt蛋白分类基本一致。NODAI转录组数据分析表明,Rshak2a、Rshak2b、Rshak3、Rshak4等4个基因呈现出组织特异性表达,而21个kup/hak/kt基因在不同生长时期和组织中表达量极低,推测这些基因仅在低钾胁迫下诱导表达。转录组数据分析表明,Rshak8b、Rshak11在重金属胁迫和高温胁迫下呈下调表达,在盐胁迫下呈上调表达。此外,低钾胁迫下,Rshak1a、Rshak5a、Rshak5b、Rshak5c、Rshak6a、Rshak8a、Rshak9a基因在耐低钾能力弱中的表达量明显高于强耐低钾、中等耐低钾品种。

关键词：萝卜耐低钾 kup/hak/kt 全基因组分析时空表达特性

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