植物钾通道与钾转运体研究进展

钾通道与钾转运体是植物钾离子吸收的重要途径。根据其蛋白结构与功能的不同,可分为Shaker钾通道家族、TPK钾通道家族、Kir-like钾通道家族、GNGC钾通道、KUP/HAK/KT钾转运体家族、HKT钾转运体家族、CPA钾转运体家族,这些蛋白家族均在不同植物或同种植物的不同组织器官中有所表达。分别从结构、功能以及相关蛋白3个方面出发,对上述钾通道和钾转运体家族的分子生物学研究进展进行了详细的综述。     

植物钾营养胁迫研究进展

品质元素“钾”是植物生长过程中不可缺少的大量营养元素之一,环境中的钾含量过高或过低都会影响植物的正常生长,轻则致使植株的产量和品质有所下降,重则可能会导致植株的死亡。为了解决土壤缺钾和植物受钾胁迫的问题,归纳了钾营养胁迫概况、钾营养胁迫的形态学特征、钾营养胁迫对植物的影响、钾营养胁迫的生理生化变化以及钾营养胁迫在分子水平上的研究五个方面内容,从钾、钾营养胁迫、钾营养胁迫的表现症状总结了钾营养胁迫概况。从生长和形态学变化、光合作用、养分吸收、渗透调节和活性氧平衡、产量品质分析了钾营养胁迫对植物的影响。得到“植物钾营养胁迫的研究主要集中在生理生化和作用机制这两大方面,而对分子水平上的研究相对较少”的结论。强调了钾营养胁迫在分子水平上的相关研究进展,明确了钾营养胁迫研究的重要性和意义,并提出今后探究的侧重点应对植物钾营养胁迫的分子理化性质方面探究、适宜施肥方法和方式的研究（因地制宜、因植物制宜）、施肥工具的研发等三个方面的观点。     

外源钾通道基因在水稻中的表达及其钾吸收特征研究

通过基因枪导入法,将外源钾通道基因导入水稻中花8号、中花9号、中花13以及8706中表达,获得了转基因植株.经PCR和Southern检测,共获得42个表达了钾通道基因的转基因株系.通过二代的筛选并获得了部分株系的纯合系.转基因植株对钾的吸收累积试验表明,与对照相比,供试转基因株系的吸钾速率和对钾的累积能力都有明显提高.研究表明     

植物钾营养性状遗传研究进展

本文综述了近几十年植物钾素营养性状遗传的研究进展，讨论了植物营养性状遗传的几个主要概念；植物耐钾胁迫营养性状的形态学及生理生化的基因型差异；植物耐钾胁迫营养性状的遗传控制以及植物耐钾胁迫营养性状的基因克隆等方面的研究。并对目前植物钾营养性状遗传研究中存在的主要问题进行了探讨。     

林烟草Shaker钾通道基因NsylNKT6启动子的克隆与功能分析

Shaker家族钾离子通道在植物钾素的吸收转运中发挥重要作用.前期从林烟草(Nicotiana sylvestris)中克隆到Shaker家族Group Ⅱ的一个成员NsylNKT6,但其具体的组织表达模式尚不清楚.本研究以林烟草基因组DNA为模板,克隆获得NsylNKT6上游长1 981 bp的启动子序列.生物信息学...     

茶树钾素营养研究进展

钾是茶树必需的大量营养元素之一,在茶树生长过程中起着重要作用。从钾在茶树体内的生理功能、茶树缺钾与营养诊断、钾对茶叶产量和品质的影响、茶园土壤中的钾概况及茶园钾肥的施用等方面详细介绍了茶树钾素营养研究进展,并建议今后应加强施用钾肥后土壤钾库的动态变化、钾与中微量元素配施效果以及如何合理施用钾肥以提高钾肥利用率,维持土壤钾素平衡等方面的研究。     

谷子HAK/KUP/KT钾转运蛋白家族全基因组鉴定及其对低钾和高盐胁迫的响应

KT/HAK/KUP (HAK)家族是植物中最丰富的钾转运体家族,对植物的生长和环境适应具有重要作用。谷子是抗逆耐瘠研究的模式植物,然而,谷子中HAK家族缺乏系统研究。本研究基于基因组序列信息,鉴定出29个谷子HAK基因(SiHAKs),并对该家族成员的基本特征、蛋白结构、染色体定位、基因复制、表达模式和逆境响应等方面进行了系统分析。结果显示,(1) SiHAKs分为5个进化簇(Cluster I～Cluster V),成员数量分别为11、9、3、3和3。基因结构和蛋白保守基序分析表明,谷子HAK家族具有较高的保守性,不同Cluster的保守性依次为:ClusterIII=Cluster V> Cluster II> Cluster I> Cluster IV。(2)串联复制是SiHAKs扩增的主要原因, 15个SiHAKs位于串联重复中。(3)171个转录因子可能结合到不同SiHAKs的启动子上,这些转录因子包含ERF、NAC、MYB和WRKY等家族中的大量成员,可能授予了SiHAKs对非生物胁迫多样的响应机制。(4)基因表达聚类将SiHAKs分成3组:GroupI...     

抗冻蛋白提高植物抗寒性研究进展

低温是影响植物生长发育及地域分布的主要生态因子,提高冷敏感植物的抗寒性具有重要的理论和现实意义。对抗冻蛋白基因的研究表明,将这些基因转入冷敏感植物可以明显提高植物抗寒性。本文就近几年关于抗冻蛋白作用机理进行了总结,并综述了抗冻蛋白基因提高植物抗寒性的研究进展,这为植物抗寒性分子育种提供了理论依据和新的技术思路。     

陆地棉钾转运体基因GhHAK5的序列特征及表达分析

KUP/HAK/KT钾转运体基因家族对植物吸收钾离子发挥重要作用, 鉴定和克隆棉花的钾转运体基因, 对于改良棉花的钾吸收特性, 提高棉花的产量和品质具有重要意义。基于已测序的陆地棉基因组序列, 本研究通过同源克隆的方法鉴定到陆地棉钾转运体基因GhHAK5, 并以陆地棉品种百棉1号为材料对其CDS序列进行扩增。结果表明, GhHAK5基因的CDS全长为2451 bp, 编码816个氨基酸, 分子量和等电点分别为91.23 kD和8.15。GhHAK5蛋白具有KUP/HAK/KT家族基因的保守结构域“K-trans”(Pfam02705)和标志性序列GXXXGDXXXSPLY, 并具有11个跨膜区。在进化上, GhHAK5蛋白与拟南芥AtHAK5亲缘关系最近, 其次是与水稻的OsHAK5, 它们同属Cluster I进化簇。亚细胞定位结果显示, GhHAK5是一个定位于质膜的蛋白, 这与其主要作为钾转运子参与K⁺吸收的功能是一致的。GhHAK5基因在根中表达量最高, 在茎、叶、花瓣、纤维和花萼中表达量很低, 且其表达受外界低钾环境诱导。本研究结果为进一步了解GhHAK5基因的功能及培育钾高效棉花品种奠定了基础。     

钾对果树品质影响研究进展

钾是果树的“品质元素”,对果实的产量、外在品质、内在品质均有着显著影响。基于此,研究了近年来钾肥对果树品质的影响,介绍了钾在果树中的功能以及钾对果树品质的影响,及果树种植过程中钾肥的正确施用方法,以期为我国果树种植行业生产高产优质果实提供参考。     

外源钾对盐胁迫下植物生长和生理特征影响的研究进展

钾离子参与植物多个生理代谢过程,能不同程度地缓解植物受到的盐胁迫,促进植物生长发育。为了全面了解外源钾对盐胁迫下植物生长的影响,本研究归纳了盐胁迫对植物生长代谢的影响,钾在植物体内的生理作用以及外源钾对盐胁迫下植物生长生理特征的影响;分析了钾对盐胁迫下植物的生长发育、光合荧光特性、渗透物质及抗氧化酶活性、体内水分状况及离子分布的影响。针对当前钾离子缓解植物盐胁迫的分子机制及应用研究较少的问题,建议在今后的研究着重从以下两方面开展：（1）明确盐胁迫下植物体内钾离子转运机制、信号转导和相关基因的调控表达;（2）开展盐碱地肥料长期定位研究并研发可以提高植物耐盐性的新型钾肥。通过以上研究的开展,可为今后利用钾提高植物耐盐性以及盐渍土壤的改良提供解决方案。     

灰楸外整流钾离子通道CfSKOR基因的克隆及表达分析

灰楸(Catalpa fargesii)是中国重要的珍贵用材树种,为了探讨外整流钾离子通道SKOR 同源基因在灰楸发育中的可能作用,本研究从灰楸中分离得到CfSKOR基因,该cDNA序列全长2 459 bp,开放阅读框(ORF)为1 899 bp,编码632个氨基酸和1个终止密码子,推测蛋白相对分子质量为72.81 k...     

比浊法快速测定土壤中速效钾的研究进展

建立了比浊法快速检测土壤中速效钾的方法,以Na HCO₃—Na₂SO₄—Na OH—DTPA溶液为土壤速效钾浸提剂,用0.02 mol/L硫酸铜溶液掩蔽铵根离子,0.20 mol/L乙二胺四乙酸二钠溶液络合体系中金属离子以消除干扰;浊度液反应10 min后在680 nm处上机测定。结果表明：土壤速效钾工作直线区间为1.30×10^-5～3.12×10^-4mol/L,检出限为2.29×10^-6mol/L。对土样速效钾进行加标回收试验,回收率为90.71%～109.14%,相对标准偏差RSD为2.61%～4.32%。对新疆、内蒙古、四川、湖南及河南等6个地区161个土样中速效钾含量进行测定,并与NY/T889—2004火焰光度计法进行对比分析,两者线性回归方程为y=0.6437x-3.5714,相关系数r为0.9732。结果表明,本方法可推广应用于土壤速效钾快速检测。     

不同促根措施对皖南烤烟成熟期钾素代谢的影响

以大田正常施肥为对照（CK）,设置增施黄腐酸钾（TPFA）、γ-聚谷氨酸（TPGA）和豆浆灌根（TSRI）3个处理,研究不同促根措施对烤烟成熟期根系生理、烤后烟叶钾含量、烟株不同部位钾积累量、钾离子通道基因（NKT1、NtKC1、NtORK1、NtTPK1）和转运体基因（NtHAK1、NtKT12）表达量的影响。结果表明,处理的根鲜重、干重和体积均显著高于CK处理,TPFA和TSRI处理的根系活力显著高于TPGA处理;TSRI和TPGA处理可明显提高烤后烟叶的钾含量;不同促根措施可显著促进根、茎和中部叶的钾积累量;TSRI处理的根中NtORK1的相对表达量显著低于CK处理,TPGA和TPFA处理的上部叶和中部叶NtORK1的相对表达量极显著低于CK处理;TSRI处理根中NtTPK1的相对表达量极显著高于其他处理;3个处理根中NtHAK1的表达量极显著高于CK处理。综合来看,TPGA和TSRI处理不但能促进根系发育、提高钾积累量,而且成熟期烟株对钾的吸收和转运能力强,增加烤后烟叶的钾含量。     

钾硅肥不同用量对水稻-油菜生长、钾素吸收及钾素平衡的影响

利用盆栽试验研究了钾硅肥不同用量对水稻-油菜轮作模式下作物生物量、钾素吸收利用和土壤钾素平衡的影响。结果表明,当施钾量为1.5g K_2O/盆,钾硅肥与硫酸钾效果相同,水稻-油菜生物量与对照相比显著增加,水稻生物量增加41.0%~42.2%,油菜生物量增加19.7%~20.8%,两季作物钾素吸收量也显著增加,钾硅肥用量增加一倍后两季作物生物量增加幅度均最高,分别为46.9%和21.4%,当钾硅肥施用量为3.0g K_2O/盆时,两季作物钾素吸收量也最大,分别为1.36和0.54g K_2O/盆。随着钾硅肥用量的增加,水稻-油菜的钾素真实利用率呈降低的趋势,钾硅肥施用量为1.5和3.0g K_2O/盆时,钾素真实利用率分别为59.1%和53.5%,经过两季作物种植后,硫酸钾处理、钾硅肥处理和2倍钾硅肥处理其偏钾平衡值分别为1.1、0.9和0.6,表明硫酸钾处理土壤钾素处于亏缺状态,而施用钾硅肥的处理土壤钾素均处于盈余状态,其中当钾硅肥施用量为3.0g K_2O/盆时,土壤钾素盈余量最大。与对照比较,施用钾硅肥可以显著增加土壤速效钾和缓效钾含量,且随着钾硅肥用量增加二者含量明显增加。钾硅肥可以替代硫酸钾施用,当季施用量应和硫酸钾含钾量相等或略低于硫酸钾含钾量,连续种植第二季作物时,应适当补施钾硅肥或硫酸钾。     

土壤速效钾水平对大豆钾素积累及产量影响的研究

为探讨大豆生长适宜的土壤速效钾水平,以黑农48大豆品种为试验材料,在不同土壤速效钾水平下,对大豆不同生育阶段、不同部位的钾素吸收积累与分配以及产量变化进行系统研究。结果表明:在大豆整个生育期内,不同速效钾水平条件下大豆植株及荚果的钾素积累量一直增加,而营养器官的钾素积累量先增加,至鼓粒初期(R5)达到最大值,之后逐渐下降。随着土壤速效钾水平的提高,大豆植株及各器官的钾素积累量逐渐增加,当土壤速效钾含量达到312.00mg/kg时,增长趋势变缓,此时大豆产量最高。生育前期叶片(V3^R1)是大豆钾素积累中心,生育后期(R5R1)是大豆钾素积累中心,生育后期(R5^R8)积累中心转移至荚果。随着土壤速效钾水平的提高,荚果及成熟期之前叶片的钾素分配率呈下降趋势,而茎和叶柄的钾素分配率基本呈现波动性上升的趋势。