小麦HAK/KUP/KT家族基因的克隆与功能验证

【作者】 毛伟伟； 程西永； 毕惠惠； 刘晓丹； 陈树林； 詹克慧； 许海霞；

【机构】 河南农业大学农学院/河南省粮食作物协同创新中心/小麦玉米作物学国家重点实验室；

【摘要】 K~+是植物生长发育所必需的大量元素之一,HAK/KUP/KT家族基因编码的蛋白可以介导低浓度下植物钾离子的吸收转运。根据水稻中HAK/KUP/KT家族基因的保守序列信息,通过生物信息学方法,搜索粗山羊草和普通六倍体小麦基因组数据库,预测小麦钾转运体HAK/KUP/KT家族成员,构建系统进化树。采用同源克隆方法从小麦中得到ClusterⅠ中的基因TaHAK1b和TaHAK5,克隆得到ClusterⅡ中的基因TaHAK10以及ClusterⅢ中的基因TaHAK14a和TaHAK14b。这5个基因编码的氨基酸序列分别与大麦中的HvHAK1、OsHAK5、OsHAK10、OsHAK14相似度最高。用PEG热激法将构建的酵母表达载体和空载体分别转入酵母突变体菌株中,通过在含有不同Na~+、K~+浓度的AP培养基上验证基因的转运离子能力,借助酵母互补功能验证实验检测基因的K~+转运功能。采用浸花法转入拟南芥中获得转基因植株,在低钾培养基进行表型鉴定,进一步验证基因转运K~+的能力。该研究结果将为小麦HAK/KUP/KT钾转运研究提供借鉴。更多还原