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维持细胞内高K+/Na+比率是植物耐盐的关键因素.近年来已经鉴定与保持K+/Na+比率相关的基因和转运蛋白.这些基因和蛋白在K+与Na+的吸收、转运和排出过程起重要作用,在维持K+/Na+方面起调控功能.文章对植物体在盐胁迫下保持高K+/Na+比率的机制作以综述 相似文献
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Na+/H+逆向转运蛋白调节细胞内的离子平衡,在植物耐盐性起重要的作用。为了研究甜菜液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白BvNHX1基因在植物耐盐中的作用,构建了植物表达载体pROKⅡ-BvNHX1转化拟南芥.在含有卡纳霉素的培养基上筛选转化子,并利用Southern和Northern杂交技术检测,进一步证实BvNHX1基因已整合到拟南芥基因组并能正常转录。选取纯合转基因株系进行耐盐性分析实验表明,过量表达BvN-HX1基因的拟南芥在种子萌发和苗期都提高了植株耐盐性,盐处理下转基因植株的鲜重、干重以及地上部分Na+、K+含量均高于野生型对照。结果表明过量表达BvNHX1基因提高了转基因拟南芥的耐盐能力。 相似文献
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采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从黄瓜Cucumis sativusL.中克隆出质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因的cDNA(CsSOS1),该cDNA全长3 638bp,其中开放阅读框为3 435bp,编码1 145个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,CsSOS1氨基酸序列与水稻OsSOS1和拟南芥AtSOS1的氨基酸序列同源性较高,分别为64%和58%,而与液泡型的Na+/H+逆向转运蛋白氨基酸序列亲缘关系较远。蛋白质跨膜结构分析表明CsSOS1包含11个完全跨膜片段。激光共聚焦显微镜显示CsSOS1基因的编码区与YFP基因融合后,定位在细胞膜上。酵母功能互补试验结果显示CsSOS1参与Na+与H+的转运,表明该基因转化酵母后可以补充酵母SOS1的缺失。 相似文献
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为研究盐生植物的耐盐机理,根据拟南芥的序列设计引物,通过RT-PCR及RACE的方法从盐生植物盐芥中克隆出一个假定的Na /H 逆向转运蛋白基因ThNHX1.该cDNA全长2 045 bp,开放读码框长度为1 638 bp,编码一个545个氨基酸的多肽.序列分析结果表明,该序列与拟南芥的Na /H 逆向转运蛋白基因具有很高的同源性.结构分析结果表明,ThNHX1基因与AtNHX1基因具有类似的外显子和内含子构成.系统发育分析结果表明,该蛋白与液泡型的Na /H 逆向转运蛋白的亲缘关系较近,与质膜型的Na /H 逆向转运蛋白亲缘关系较远. 相似文献
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大豆GmNHX1基因克隆及其在酵母中的耐盐性分析 总被引：1，自引：1，他引：0
《河北农业大学学报》2015,(6)
Na~+/H~+逆向转运蛋白基因在植物响应盐胁迫中具有重要作用。本研究从耐盐大豆品种‘冀豆7号'克隆Na+/H+逆向转运蛋白基因GmNHX1,并利用酵母突变体对该基因的功能进行了初步研究。结果发现,GmNHX1包含1 641 bp的开放阅读框,编码546个氨基酸,有典型的Na~+/H~+逆向转运蛋白特征,与已知功能的液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白具有较高同源性。半定量分析结果表明,GmNHX1受盐胁迫上调表达,在相同浓度盐胁迫下该基因在叶片中的表达量高于根系;耐盐品种‘冀豆7号'在200 mmol/L NaCl胁迫下,其GmNHX1的表达相较0 mmol/L NaCl处理下的表达增加了225%,而盐敏感品种‘冀豆17'只增加了94%。利用nhx1盐敏感酵母突变体进行功能互补试验,结果发现在50,200 mmol/L NaCl胁迫条件下,转GmNHX1酵母突变体菌株生长速度高于对照,GmNHX1具有恢复nhx1酵母突变体耐盐性的功能。 相似文献
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根据GenBank中已登陆植物的Na+/H+逆向转运蛋白基因的保守序列设计简并引物,以盐生植物大叶补血草总RNA为模板,通过RT-PCR方法得到长为983 bp的片段,将其克隆到pGM-T载体上,经PCR和酶切鉴定筛选得到阳性克隆,并进行测序.通过DNAMAN软件对该序列进行同源性比对,结果表明,本研究所克隆的基因片段编码的氨基酸序列与拟南芥、小麦、滨藜、番杏、冰叶日中花的Na+/H+逆向转运蛋白同源性很高,其同源性分别为80.06%、72.00%、82.07%、82.37%和82.37%,表明该序列确属Na+/H+逆转运蛋白基因的部分片段,同时也说明Na+/H+逆向转运蛋白基因在植物中高度保守. 相似文献
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獐茅耐盐基因SOS1的克隆及序列分析 总被引：1，自引：0，他引：1
采用RT-PCR和RLM-RACE方法从单子叶盐生植物獐茅(Aeluropus littoralis(Gouan)Parl)中克隆了质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(AlSOS1,JN936862),并对其基因序列进行了分析。Southern杂交试验显示:AlSOS1基因在獐茅基因组中以单拷贝形式存在。AlSOS1基因cDNA全长3 641bp,其中编码区3 420bp,编码一个1 139氨基酸的蛋白。AlSOS1编码蛋白与芦苇、水稻质膜Na+/H+逆向转运蛋白亲缘关系最为接近,达到82%和77%,与双子叶植物拟南芥的亲缘关系仅为58%;系统发育分析显示AlSOS1基因编码蛋白与其他植物质膜型Na+/H+逆向转运蛋白属于同一分支,而与液泡型Na+/H+逆向转运蛋白属于不同的分支;疏水性分析显示AlSOS1基因编码蛋白N-末端具有12个跨膜结构域,C-末端具有一个很长且面向质膜内腔的亲水尾部。这是獐茅SOS1基因编码区首次被完整克隆,将进一步应用于单子叶农作物耐盐性状改良的基因工程之中。 相似文献
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《江苏农业科学》2016,(10)
为了克隆盐生植物海滨锦葵耐盐基因Kv SOS1并构建其表达载体,采用RT-PCR和RACE方法从海滨锦葵中克隆了质膜Na+/H+转运蛋白基因Kv SOS1(Gen Bank登录号KJ577576)的全长c DNA序列,长度为3 850 bp,其中开放阅读框长度为3 444 bp。Kv SOS1基因编码1个由1 147个氨基酸残基组成的蛋白,分子量为127.56 ku,理论等电点p I为6.18。疏水性分析结果表明,该蛋白N-末端具有高度疏水性,并含有11个跨膜区,C-末端为1个长约700个氨基酸残基的亲水性尾巴位于细胞质中。Kv SOS1基因编码蛋白与雷蒙德氏棉、可可和陆地棉SOS1蛋白的氨基酸序列同源性很高,分别为86%、82%和82%。系统进化树分析显示Kv SOS1基因编码蛋白与质膜Na+/H+转运蛋白、液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白(NHX)属于不同分支。同时将Kv SOS1基因构建入植物表达载体p BI121中,并成功转入农杆菌LBA4404中。 相似文献
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采用不同浓度的NaCl溶液胁迫处理‘小胡杨’（XHu）和‘辽胡杨1号’（LHu-1）当年生扦插苗,测量植株根、茎、叶中Na+、K+、Cl-含量,研究其不同部位的离子选择性吸收规律及离子分配特征,为进一步评价和筛选优良耐盐小胡系杨树品种提供理论依据。结果表明:随着盐浓度的升高,2个小胡系杨树品种苗木受害程度逐渐增加,根、茎和叶部Na+含量以及根向茎选择性运输系数（茎SK,Na）升高,全株K+/Na+比值以及茎向叶选择性运输系数（叶SK,Na）下降;XHu在盐胁迫条件下叶片厚度增加,最大为291.45 μm,是对照的1.27倍;NaCl胁迫使小胡系杨树根和叶中Na+含量高于茎,叶中K+含量高于根和茎;盐胁迫下,LHu-1茎、叶中K+含量以及XHu根中K+含量均升高,而LHu-1根中K+含量降低;盐胁迫只对XHu茎、叶部Cl-含量有显著性影响,低盐浓度下其茎中Cl-含量升高,而高盐浓度下其叶中Cl-升高。综合分析表明,NaCl胁迫下小胡系杨树主要是将Na+区隔在根中,并把K+运输至茎和叶中,从而缓解地上部分的盐害;XHu的耐盐能力总体上高于LHu-1。 相似文献
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【目的】 研究盐爪爪液泡膜Na+/H+反向运输载体KfNHX1 (AY825250) 基因的耐盐功能,为耐盐育种提供候选基因。【方法】 采用农杆菌介导花序浸染的方法,将KfNHX1转入拟南芥中,结合基因组PCR和RT-PCR方法鉴定符合3∶1分离比的转基因株系;利用在盐胁迫下的萌发率、根长和表型分析,结合原子吸收分光光度计法测定叶片的Na+、K+含量,推断其耐盐性。【结果】 对抗生素筛选符合3∶1的转基因纯合株系进行基因组PCR和RT-PCR分析,证实KfNHX1基因在拟南芥基因组中整合和表达。盐胁迫下转基因株系的拟南芥种子的萌发率和根长明显高于野生型。200 mM NaCl胁迫处理15 d的拟南芥成苗,相较野生型叶片萎黄和死亡,转基因植株的生长表型较好,且积累了较高的Na+和K+。外源ABA的处理下,转基因植株的发芽率和生长表型也好于野生型。【结论】 盐爪爪(Kalidium foliatum)是一种藜科(Chenopodiaceae)盐生灌木,对盐的耐受性很强。液泡膜Na+/H+反向运输体(NHX)是在离子稳态中起重要作用的膜蛋白,通过调节胞间离子的跨膜转运来维持细胞内离子和pH平衡。盐生植物盐爪爪KfNHX1能够提高转基因拟南芥的耐盐性,具有提高植物耐盐性的潜力。 相似文献
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【目的】探讨VviHKT1;7在葡萄抗盐机制中的作用,为后续培育抗盐品种提供理论参考。【方法】利用DANMAN和MEGA软件对葡萄HKT进行生物学信息分析。以抗盐性较强的砧木SA15和SA17以及生产上常用砧木1103P组培苗为材料,用100 mmol·L-1NaCl分别处理0、3、6、12、24和48 h,以清水处理相应时间为对照,荧光定量PCR（qRT-PCR）检测HKT1在葡萄根部的相对表达量;以SA17的cDNA为模板克隆基因,连接表达载体pRI101-AN-GFP,利用农杆菌侵染法侵染拟南芥花序,在抗性MS板上筛选直到获得T3纯合株系;将野生型与转基因拟南芥种子播种于MS板和含有150 mmol·L-1NaCl的MS板上,观察其发芽和生长情况并统计根长及鲜重;利用发根农杆菌技术获得SA17转基因葡萄根系,100 mmol·L-1NaCl处理24 h后,利用基于非损伤微测技术的NMT活体生理检测仪检测野生型和转基因葡萄根系Na+的净流量以及盐胁迫下K+瞬时流量。【结果】多序列比对和系统进化树分析表明,葡萄HKT之间同源性较高,其中VviHKT1;7开放阅读框序列长度为1 380 bp,与VviHKT1;6的亲缘关系最近。盐胁迫显著诱导了葡萄HKT1在3个品种中的表达,其中VviHKT1;7的相对表达量上调较高,长时间胁迫后表达量仍有上升趋势,胁迫6或12 h时表达量达到峰值,且在耐盐性强的SA17、SA15中表达量明显高于1103P。拟南芥的发芽与生长结果表明,正常情况下野生型和转基因拟南芥的发芽和生长情况无显著差异,但盐胁迫下转基因拟南芥的发芽率、根长、鲜重明显高于野生型。荧光检测结果表明,转基因葡萄根系在荧光下可以明显看到绿色荧光,而野生型根系检测不到荧光;进一步qRT-PCR检测结果表明,转基因葡萄根系中VviHKT1;7的表达量是野生型根系的20多倍。离子流速检测结果表明,正常情况下野生型和转基因根系Na+净流量显示出外排,各个时间段的波动幅度较小且无显著差异,平均净流量分别为208和205 pmol·cm-2·s-1;盐胁迫后,两者Na+净流量明显增大,各个时间段的波动幅度增大,平均净流量分别为1 053和1 340 pmol·cm-2·s-1。正常情况下两种根系K+吸收与外排处于动态平衡状态,盐胁迫显著诱导K+外排,转基因根系的外排量明显小于野生型,分别为406和952 pmol·cm-2·s-1,表明转基因植株根系的Na+外排、K+保持能力明显大于野生型。【结论】VviHKT1;7在葡萄响应盐胁迫中发挥着重要作用,过表达该基因可以提高拟南芥和葡萄根系在盐胁迫下的适应能力。 相似文献
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【目的】 研究木霉对枸杞（Lycium chinense）耐盐能力的影响,从离子平衡、氧化胁迫和光系统II（PSII）性能等方面揭示耐盐机理。【方法】 以枸杞为试验材料,施加木霉菌剂于根周围,浇灌NaCl溶液（300 mmol·L-1）进行盐处理,比较盐胁迫下施加和未施加菌剂植株生物量、K+/Na+、根系钾钠离子吸收转运、叶片氧化损伤以及PSII性能的差异。【结果】 盐胁迫下,施加菌剂的植株生物量降幅较小,说明木霉能够提高枸杞耐盐能力,减少对生长的抑制。木霉缓解盐诱导的光合速率与PSII光化学效率的下降,抑制PSII激发压上升,有利于防御PSII光抑制。盐胁迫下施加菌剂的植株PSII最大光化学效率的降幅和PSII反应中心蛋白损失相对较少,证实了木霉缓解PSII光抑制,保护了PSII反应中心。与光抑制结果一致,盐胁迫下施加菌剂植株叶片膜脂过氧化程度和H2O2含量较低,氧化损伤较轻。盐胁迫下,施加菌剂植株光合电子传递到QA以下电子受体效率的降幅较小,叶绿素快速荧光诱导动力学（OJIP）曲线的J点也未明显上升,表明木霉保护了PSII受体侧电子传递体。木霉对PSII供体侧放氧复合体也起到保护作用,因为施加菌剂抑制了盐胁迫下K点相对可变荧光的显著上升以及避免了OJIP曲线中K点的出现。因此,木霉对PSII各组分都起到了保护作用,缓解了盐胁迫下PSII性能指数的下降,提高了PSII整体稳定性。盐胁迫下,施加菌剂的植株根和叶Na+含量较低,但K+含量较高,说明木霉通过减少根和叶中Na+积累及K+损失,缓解K+/Na+下降,维持离子平衡。木霉增强盐胁迫下根系Na+外排,保障根系K+吸收和向地上部转运,是维护枸杞离子平衡的关键机制。【结论】 木霉调控盐胁迫下根系钠钾离子吸收转运,维持离子平衡,减轻PSII氧化胁迫,增强枸杞耐盐能力,缓解对其生长的抑制。 相似文献
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【目的】从葡萄中克隆并鉴定钾离子通道基因VviSKOR,在转录水平分析其组织特异性表达特征及对缺钾、氯化钠（NaCl）与脱落酸（ABA）等胁迫的响应情况,通过膜片钳电生理技术研究其生理学功能。【方法】通过同源克隆法,在葡萄基因组中筛选并鉴定钾离子通道基因VviSKOR;借助多种生物信息学软件分析葡萄SKOR及其编码蛋白的特征;利用MEGA 7.0软件建立葡萄、拟南芥、水稻、玉米、高粱、短柄草、大豆、番茄、黄瓜、白杨、桃、梨、草莓、苹果、木瓜、柑橘、香蕉、凤梨等18种不同科属植物SKOR同源蛋白成员的系统进化树;利用实时荧光定量PCR分析VviSKOR在葡萄不同组织部位的表达模式及对缺钾、NaCl、ABA与sorbitol等胁迫的响应情况;利用膜片钳电生理系统分析葡萄VviSKOR的生理学功能。【结果】在葡萄基因组中克隆获得一个钾离子通道基因VviSKOR,其编码蛋白含有环核苷酸结合域、离子通道跨膜域、Ankyrin repeats和KHA功能结构域,属于典型的Shaker类钾离子通道;18种不同科属植物SKOR蛋白在氨基酸水平具有58.92%的一致性,系统进化树表明葡萄VviSKOR与黄瓜CsaSKOR紧密聚在一起,其遗传进化关系上较近,4种禾本科植物（玉米、水稻、短柄草和高粱）SKOR家族成员在系统进化树上更倾向于聚在一起,而同属蔷薇科植物（草莓、苹果、梨和桃）SKOR在进化关系上紧密聚在一起;亚细胞定位预测表明葡萄VviSKOR蛋白主要定位于细胞质膜,且含有6个跨膜区,其等电点PI为6.24,表明该蛋白含有偏酸性氨基酸残基较多;在VviSKOR启动子区域预测到12种顺式作用元件,主要包括胁迫响应、激素响应和细胞周期调控等不同生命活动相关的调控元件;数据库表达谱分析结果表明葡萄VviSKOR在多种组织或器官中均有表达,在葡萄树根中的表达水平最高,其次是叶和木质部;实时荧光定量PCR分析表明VviSKOR在7年生‘马瑟兰'葡萄树根部和幼苗根部的表达水平均最高;幼苗中,VviSKOR在转录水平对高钾处理没有响应,但对缺钾、ABA和NaCl胁迫处理较为敏感,其在检测幼苗根部、茎部和叶片中的表达量均被缺钾和ABA抑制而降低,却受NaCl胁迫诱导而显著增强;转染pTracer-CMV3-SKOR质粒的HEK293-T细胞记录到外向电流,且随细胞外钾离子浓度的增加而降低,表明VviSKOR为一外流型钾离子通道,此外,记录到的电流随着电压的增加而增加,说明VviSKOR也是电压依赖型钾离子通道。【结论】葡萄VviSKOR与黄瓜CsaSKOR在遗传进化关系上最为相近;VviSKOR主要在葡萄根部（成年树和幼苗）表达,幼苗中VviSKOR在转录水平受缺钾、ABA和NaCl胁迫的调控;VviSKOR是葡萄根部主导钾离子外排的钾离子通道。 相似文献
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Maintenance of ion homeostasis, particularly the regulation of K+ and Na+ uptake, is important for all plants to adapt to salinity. Observations on ionic response to salinity and net fluxes of K+, Na+ in the root exhibited by plants during salt stress have highlighted the need for further investigation. The objectives of this study were to compare salt adaptation of two Chinese Iris (Iris lactea Pall. var. chinensis (Fisch.) Koidz.) populations, and to improve understanding of adaptation to salinity exhibited by plants. Plants used in this study were grown from seeds collected in the Xinjiang Uygur Autonomous Region (Xj) and Beijing Municipality (Bj), China. Hydroponically-grown seedlings of the two populations were supplied with nutrient solutions containing 0.1 (control) and 140 mmol·L-1 NaCl. After 12 days, plants were harvested for determination of relative growth rate and K+, Na+ concentrations. Net fluxes of K+, Na+ from the apex and along the root axis to 10.8 mm were measured using non-invasive micro-test technique. With 140 mmol·L-1 NaCl treatment, shoots for population Xj had larger relative growth rate and higher K+ concentration than shoots for population Bj. However, the Na+ concentrations in both shoots and roots were lower for Xj than those for Bj. There was a lower net efflux of K+ found in population Xj than by Bj in the mature zone (approximately 2.4-10.8 mm from root tip). However, no difference in the efflux of Na+ between the populations was obtained. Population Xj of I. lactea continued to grow normally under NaCl stress, and maintained a higher K+/Na+ ratio in the shoots. These traits, which were associated with lower K+ leakage, help population Xj adapt to saline environments. 相似文献
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研究Na Cl处理下耐盐性不同基因型甘薯植株K~+、Na~+和Cl~-含量及生长情况,以探讨不同器官K~+、Na~+和Cl~-含量变化对植株生长的影响,为耐盐材料的鉴定及耐盐机理的研究提供依据。以商薯19(CK)和EMS诱变创新材料T06、T11为试验材料,分析Na Cl胁迫处理下,甘薯植株根、茎、叶K~+、Na~+和Cl~-含量变化及其与生长的关系。随着Na Cl处理时间的延长,CK、T06、T11根、茎、叶干重的增长速率和K~+/Na~+值均降低,Na~+、K~+、和Cl~-含量逐渐增加,但是T06和T11较CK保持较高的干重增长速率、K~+含量、K~+/Na~+值,较低的Na~+和Cl~-含量;甘薯植株干重与Na~+和Cl~-含量呈显著或极显著负相关,而与K~+含量呈显著正相关。因此,耐盐性好的甘薯基因型,在Na Cl处理后可保持较高的生长速率,根、茎、叶较低的Na~+和Cl~-含量,较高的K~+/Na~+值和K~+含量,可为耐盐材料的鉴定提供借鉴。 相似文献