桃钾转运体基因PpeKUP5的表达及功能分析

从‘霞晖8号’桃中克隆了一个定位于第4条染色体上的钾转运体基因PpeKUP5,该基因编码625个氨基酸,具有10个跨膜结构域;PpeKUP5主要在根部表达,其次是叶和茎中,花和果实中的表达量极低;ABA、重金属Cr和Zn处理均显著诱导其在桃幼苗各组织中的表达,其中Cr处理最为显著,高钾胁迫及重金属Cu处理显著降低了其在根部的表达水平;细菌互补试验表明PpeKUP5具有吸收外界K+（KCl或K2SO4）的功能,且在偏中性pH值条件下最为显著。本研究表明PpeKUP5是一个主导桃树根部K+吸收的钾转运体,并可能在桃树适应高钾及重金属Cr、Zn和Cu等胁迫处理和ABA 响应中起着重要作用。     

KT/HAK/KUP家族基因在桃叶片发育过程中的表达及其对钾肥施放的响应

【目的】从转录水平分析KT/HAK/KUP家族基因在桃叶片发育不同时期的表达特征及对钾肥施用的响应情况,明确关键基因,旨在揭示果树K~+吸收与转运机制的分子基础,并为果树施肥及高效园艺作物的遗传改良与育种提供理论依据。【方法】以‘霞晖6号’桃树为研究对象,通过设置钾肥处理,分析其对桃叶片发育、光和性状及钾素营养状况的影响;通过HNO_3-HClO_4法消解叶片样品,利用ICP-AES设备测定叶片发育不同时期的钾离子含量;利用荧光实时定量qRT-PCR技术分析KT/HAK/KUP家族基因在叶片发育不同时期的动态表达及对钾肥施用的差异响应。【结果】钾肥施用显著提高了叶片中叶绿素含量和干鲜质量比,增强了钾素富集水平,并有效促进了叶片的光合作用(净光合速率Pn和气孔导度Gs均显著上升)和蒸腾作用(蒸腾速率Tr显著增加);KUP1-16在叶片发育不同时期的表达水平存在差异,KUP14在叶片整个发育时期的表达水平显著高于其他基因,其次是KUP3和KUP7,而KUP12和KUP13在叶片生长发育的整个过程中均没有检测到表达量;在桃叶片发育不同时期,KUP家族基因在转录水平对钾肥施用的响应不同:钾肥处理显著抑制了KUP14从施用钾肥至初秋时期(9月11日)的表达,表明该基因在桃叶片正常发育过程中起重要作用,KUP3对钾肥施放最为敏感,其表达水平在叶片发育不同时期是持续被诱导的,表明该基因更倾向于在钾素供应丰富的情况下发挥作用;尽管KUP11和KUP16在正常生长情况下的表达量相对较低,但在叶片发育不同时期是稳定不变的,且不受钾肥施放的影响,说明它们在叶片发育及钾素营养动态中持续发挥作用。【结论】钾肥施放促进桃叶片发育,改善叶片钾营养状况,并增强叶片的光合作用。KT/HAK/KUP家族基因在桃叶片发育不同时期的表达水平存在差异,并在转录水平对钾肥施放的响应是不同的。