导读:本文包含了镁离子转运蛋白基因论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:小麦,KT,KUP,HAK,PIN,ARF7
镁离子转运蛋白基因论文文献综述
王倩楠[1]（2019）在《小麦钾离子转运蛋白基因TaHAK11在侧根发生中的功能研究》一文中研究指出钾是植物体内最丰富的矿物营养素,占植物干重的2%至10%。钾作为主要无机物可参与叶片生长、气孔开放、轴向生长、向性和光合物质转运等多种生物学过程。钾也是一种重要的信号传导因子,广泛介导植物对环境的适应性反应。随着粮食高产品种的广泛种植和密集化种植程度的提高,土壤钾元素的输出越来越多,导致作物产量逐渐下降、品质恶化。近年来,土壤的缺钾现象严重影响我国的粮食安全。实验室前期以普通小麦济南177(JN177)和长穗偃麦草为亲本,利用非对称体细胞杂交技术培育了小麦渐渗系品种山融3号(SR3)。根据SR3及JN177的高盐、渗透胁迫转录组信息,鉴定了胁迫应答并在SR3和JN177间差异表达的KT/KUP//HAK钾离子内流转运蛋白家族簇Ⅲ基因TaHAK11-3及其旁系同源基因TaHAK11-5,其中TaHAK11-3在SR3中被激活,两者的编码蛋白存在五个氨基酸变异。TaHAK11-3和TaHAK11-5在侧根原基处高表达,其拟南芥过表达系侧根数目明显增加,而抑制钾内流可消除TaHAK11的作用。本论文在此基础上获得如下结果:1、与野生型相比,TaHAK11-3及TaHAK11-5过表达株系根中及侧根原基处钾离子明显增多。钾离子内流抑制剂处理后,TaHAK11-3及TaHAK11-5过表达导致的侧根原基数量增多的现象消失。结果显示,TaHAK11通过促进钾离子内流促进侧根发生,提高根部特别是侧根原基处钾离子含量。2、TaHAKll-3及TaHAK1l-5过表达提高了生长素转运体PIN1、PIN2及ARF7和ARF19等生长素响应基因的表达水平和PIN1/2-GFP在侧根原基处的荧光强度,表明TaHAK11促进生长素向侧根原基处转运,并增强了生长素信号通路。钾离子内流抑制剂处理可以消除TaHAK11过表达导致的PIN1/2-GFP在侧根原基处荧光信号增强以及生长素信号通路基因表达的效应,表明TaHAK11通过增强钾离子内流促进生长素运输及生长素信号通路。TaHAK11与PIN1/2不存在相互作用,初步表明钾离子内流和生长素运输过程不存在物理上的偶联,而是钾离子内流导致胞内钾离子含量上升进而促进生长素运输和侧根发生。3、生长素诱导根部TaHAK11-3和TaHAK11-K表达,而且ARF7能结合TaHAKl1-3和TaHAK11-5启动子,表明生长素可能通过ARF7直接调控TaHAKl1-3和TaHAK11-5的表达,而TaHAKl1-3和TaHAK11-5表达提高又促进生长素的运输,形成正反馈信号通路,促进侧根形成。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-28）
廖琼,周婷,肖燕,唐天骄,宋海星[2]（2019）在《甘蓝型油菜钙离子转运蛋白CAX家族基因生物信息学及其对镉胁迫响应表达分析》一文中研究指出CAXs(Cation/H~+ exchanger antiporter)是一类重要的阳离子跨膜转运蛋白,在调控植物Ca~(2+)平衡,参与转运金属离子Cd~(2+)和Mn~(2+)中发挥了重要作用,但在甘蓝型油菜中尚缺乏系统研究。本文利用生物信息学的方法对甘蓝型油菜CAX家族成员的基因拷贝数、系统进化、进化选择压力、分子特征、保守基序、染色体定位、基因结构及其启动子区域所能结合的顺式作用元件进行了预测和分析;同时采用荧光定量PCR分析了甘蓝型油菜BnaCAXs的组织表达模式及其对Cd~(2+)胁迫的响应。结果表明,甘蓝型油菜CAX家族共包含17个成员,系统进化分析结果表明BnaCAXs与拟南芥进化相似,并且明显地分为5个亚家族。BnaCAXs家族所有基因成员的K_a/K_s值均小于0.3,受到强烈的纯化选择作用。大部分BnaCAXs均属于稳定的疏水蛋白,并包含8～11个跨膜结构域。基因结构差异明显,内含子数目从6～11不等,并且Dof、MYB以及W-BOX是其启动子上丰度较大的顺式作用元件,可能参与到BnaCAX抗逆过程的调控。荧光定量PCR结果表明,甘蓝型油菜CAX基因主要在地下部表达;BnaC4.CAX1-2和BnaC3.CAX2-2是该家族的核心基因,并受到Cd~(2+)胁迫的显着诱导。(本文来源于《植物生理学报》期刊2019年05期）
李宁宁[3]（2018）在《珍稀泌盐植物长叶红砂离子转运蛋白相关基因的功能研究》一文中研究指出土地盐渍化是植物生长的主要环境限制因子,研究植物耐盐机理,运用基因工程手段提高植物耐盐性是治理和利用大面积盐渍化土地经济有效的途径。盐胁迫条件下,植物通过膜系统表面的离子转运蛋白协同作用完成过量盐离子的外排及胞内区隔化,进而重建和维持植物在盐胁迫下的Na~+-K~+离子稳态平衡。然而,目前关于植物离子转运体系的研究大多集中在模式植物和作物中,对野生泌盐盐生植物的研究鲜有报道。长叶红砂作为古老且分布狭窄的珍稀泌盐植物,对盐渍化荒漠环境具有极强的适应性。本研究基于长叶红砂盐胁迫前后的转录组数据,筛选并克隆了长叶红砂4个不同类型的离子转运蛋白基因(液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白RtNHX1基因、液泡膜H~+焦磷酸化酶RtVP1基因、高亲和K~+转运蛋白Rt HKT1基因和外向整流型K~+通道蛋白Rt KCO1基因),并对其编码的蛋白质的分子特征、表达特性以及功能进行了分析,探讨在盐胁迫条件下,植物如何通过离子转运蛋白的协同作用重建体内离子稳态平衡和改善植物的耐盐性。具体研究结果如下:1.长叶红砂液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白RtNHX1基因包含有1662 bp的ORF,其编码553个氨基酸,定位于液泡膜上,能够被NaCl和外源ABA诱导表达。该基因能够恢复盐敏感AXT3酵母突变体的生长表型,同时能够将酵母细胞质中过量的Na~+和K~+区隔化入液泡,保持酵母细胞较低的Na~+/K~+比。RtNHX1基因同样可以恢复拟南芥nhx1突变体的盐敏感生长表型,盐胁迫下过表达RtNHX1基因拟南芥相比于WT植株具有更旺盛的生长,更低的叶片Na~+/K~+比,更高的抗氧化酶活性和更多的脯氨酸含量积累,证实该基因能够通过维持植物Na~+-K~+离子稳态平衡,提高抗氧化调节和渗透调节能力,进而改善植物的盐耐受性。2.采用同源克隆技术,分离了长叶红砂液泡膜H~+焦磷酸化酶RtVP1基因,该基因包含有2292 bp的ORF,编码763个氨基酸,定位于细胞膜和液泡膜上,同时可以被NaCl和外源ABA诱导表达。Rt VP1基因能够恢复拟南芥avp1突变体的缺糖敏感表型。过表达RtVP1基因能够提高拟南芥体内的葡萄糖、蔗糖和可溶性糖含量,改善了植物的各种生长指标,证实该基因可通过加速植物的多糖代谢,促进植物的营养生长,另外,盐胁迫下过表达RtVP1基因酵母细胞和拟南芥叶片的Na~+/K~+比均显着降低,证实该基因在维持Na~+-K~+离子稳态平衡中发挥重要作用;同时转基因拟南芥的抗氧化酶活性、脯氨酸和可溶性多糖含量显着升高,证实该基因通过参与调控活性氧清除和渗透调节机制,进而提高植物对高盐胁迫的耐受性。3.转Rt HKT1基因酵母对高Na~+和低K~+耐受,且保持着相对较低的Na~+/K~+比;转RtHKT1基因拟南芥对高Na~+耐受、对高K~+或对高Na~+低K~+敏感,表明转基因拟南芥的Na~+耐受性依赖于外部适量浓度的K~+。转基因酵母分别在外部高Na~+、高K~+、低K~+环境下积累更多的Na~+-K~+、Na~+、K~+;而转基因拟南芥在外部高Na~+、高K~+、低K~+环境下分别积累更多的K~+和更少的Na~+、更多的Na~+、更多的Na~+-K~+,这些结果证实Rt HKT1的离子转运特性依赖于外部Na~+和K~+离子环境。盐胁迫诱导了一些离子转运蛋白基因上调表达,同时也有些被下调表达,暗示多离子转运体协同作用维持植物在盐胁迫下的Na~+和K~+离子稳态平衡。在盐胁迫下,过表达Rt HKT1基因拟南芥生物量和叶绿素含量显着升高,抗氧化酶活性和脯氨酸含量显着升高,表明该基因能够改善转基因植物的耐盐性,主要通过重建和维持植物体内的Na~+-K~+稳态平衡、提高抗氧化调节和渗透调节能力。4.转RtKCO1基因酵母对高Na~+和高K~+耐受,而转RtKCO1基因拟南芥对高Na~+和低K~+耐受,表明Rt KCO1基因可能在酵母和拟南芥中发挥不同的功能。转基因酵母在外部高Na~+和高K~+环境下分别积累更多的Na~+-K~+和K~+;而转基因拟南芥在外部高Na~+和低K~+环境下分别积累更少的Na~+-K~+和更多的K~+,尽管离子分布模式不同,但它们均保持相对较低Na~+/K~+比,这些结果表明Rt KCO1基因在酵母和拟南芥中的离子转运特性依赖于外部的Na~+和K~+环境,同时该基因通过保持相对稳定的Na~+/K~+比,使得酵母和植物能快速的适应外界环境。另外,盐胁迫下的转基因拟南芥具有较高的生物量、抗氧化酶活性和脯氨酸含量,表明该基因能够改善植物的抗氧化调节和渗透调节能力,进而提高植物的耐盐性。5.基于上述研究结果,构建了离子简易离子转运模型:长叶红砂液泡膜RtNHX1蛋白能够将Na~+和K~+区隔化入液泡,同时将H~+泵出液泡;而液泡膜RtVP1能够将质子跨膜泵入液泡建立质子电化学势,为RtNHX1提供质子驱动力;质膜RtHKT1蛋白介导K~+离子跨质膜的转运,阻止过多的Na~+离子转运到地上部分的叶细胞;质膜RtKCO1通道蛋白,促进细胞质中的Na~+离子和K~+离子外排。这些离子转运蛋白相互协同,共同重建和维持植物在盐胁迫下的Na~+-K~+离子稳态平衡,同时提高植物的渗透调节和抗氧化调节能力,进而改善植物对盐胁迫的耐受性。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2018-06-01）
王聪[4]（2017）在《橡胶树铜离子转运蛋白HbCOPT基因克隆与功能验证》一文中研究指出巴西橡胶树(Hevea brasiliensis Muell,Arg)是天然橡胶的主要生产来源,割胶是获得天然橡胶的唯一方法,同时对橡胶树也是一种伤害,前人研究表明胶乳中铜离子浓度平衡在橡胶树抗逆和橡胶生物合成中有重要作用,而铜离子转运蛋白(copper transporter,COPT)是这个平衡机制的关键。铜离子可以诱导橡胶树产生内源乙烯,改变胶乳的品质,铜离子的转运是Ctr/COPT家族参与完成的,研究铜离子转运蛋白在橡胶树中的生物学功能,结合不同刺激强度下铜离子转运蛋白基因表达以及铜离子生理功能,揭示刺激强度与胶乳铜稳态的关系,为研发评价刺激强度的生理指标提供理论基础。乙烯刺激后胶乳中的铜离子含量在24小时内显着性升高,并在24h时达到最高点,表明一定时间内在乙烯刺激下,胶乳中铜离子含量会随着时间的增加而升高。刺激强度较高的乙烯气体刺激比乙烯利刺激更能显着性的提高胶乳中铜离子浓度,初步表明在一定刺激强度范围内,刺激强度与胶乳中铜离子浓度呈正相关。COPT在铜离子转运过程中起关键作用,本研究通过橡胶树基因组序列筛选克隆得到9个HbCOPT候选基因,分别命名为HbCOP71-9。生物信息学分析表明,这9个基因的编码蛋白均具有1个Ctr特征结构域和2-3个植物COPT蛋白典型的跨膜结构域。序列分析显示HbCOPT1、HbCOPT2和HbCOPT3与AtHbCOPT5 同源性较高;HbCOPT4、HbCOPT5 和 HbCOPT6 与 AtHbCOPT6 同源性较高;HbCOPT7、HbCOPT8和HbCOPT9与AtHbCOPT3同源性较高。聚类分析显示HbCOPT可分为3类(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ),HbCOPT4属于Ⅰ类群,HbCOPT5-6属于Ⅱ类群,HbCOPT1-3属于Ⅲ类群。以上表明克隆得到的9个基因都属于与铜离子转运相关的HbCOPT基因。荧光定量PCR分析HbCOPT基因的表达特性,结果表明除了HbCOPT4和HbCOPT9在橡胶树胶乳中无表达外,其余HbCOPT基因在橡胶树不同组织中均表达,但表达量有明显的差异性,HbCOPT1、HbCOPT4、HbCOPT7、HbCOPT8和HbCOPT9在根部的表达量最高,并且HbCOPT4在根部特异性表达。HbCOPT2、HbCOPT5和6在叶片中表达量最高,HbCOPT3在胶乳中的表达量最高。乙烯处理HbCOPT1、HbCOPT2、HbCOPT3、HbCOPT6和HbCOPT8上调表达,在处理12h时HbCOPT基因的表达量均上调达到最高值,说明HbCOPT受到乙烯刺激调控。增加刺激强度使用乙烯气体割胶后,除HbCOPT7和HbCOPT8基因经处理后的表达量下调外,其余HbCOPT基因表达量均为上调,且显着高于乙烯刺激。乙烯气体刺激割胶处理对HbCOPT的诱导显着性强于乙烯刺激割胶处理,HbCOPT7和HbCOPT8基因经处理后的表达量显着下调,其余HbCOPT基因表达量均为上调。酵母突变体进行功能互补实验结果表明,HbCOPT1-3和HbCOPT7-8这五个基因在酵母中的表达产物具有介导铜离子转运的生理功能,能够使缺陷型酵母突变体(ctr1△ctr3△和ctr1△ctr2△ctr3△)在非发酵碳源(YPEG)培养基上生长。表明这些HbCOPT基因均能编码具有铜离子转运功能的蛋白,其中HbCOPT1和HbCOPT2为高亲和铜离子转运蛋白。本研究表明,刺激强度诱导HbCOPT基因表达,HbCOPT蛋白具有转运铜离子的功能,在一定刺激强度范围内,刺激强度与胶乳中铜离子浓度呈正相关,由此可知,刺激强度与胶乳铜稳态有密切的关系。(本文来源于《海南大学》期刊2017-05-01）
阳江华,秦云霞,方永军,唐朝荣[5]（2016）在《巴西橡胶树镁离子转运蛋白基因HbMGT10的克隆及表达分析》一文中研究指出Mg~(2+)是植物细胞中含量最高的二价阳离子,是多种酶活性调控的辅因子,在植物的生长发育过程中发挥重要作用;同时,作为叶绿素分子的中心原子,在植物光合作用中起着至关重要的作用,但目前有关高大乔木叶片中Mg~(2+)跨膜运输的研究还很少。MGT/MRS2类型的镁离子转运蛋白在植物镁离子的跨膜运输过程中起着重要的作用,本文克隆研究了一个巴西橡胶树MGT基因,HbMGT10。亚细胞定位显示,HbMGT10定位于叶绿体膜上;酵母互补实验表明,HbMGT10具有镁离子转运功能;qRT-PCR分析结果显示,HbMGT10主要在橡胶树叶片中表达,且是叶片中表达丰度最高的HbMGT基因;HbMGT10在叶片中的表达存在明显的发育调控,随叶片发育进程表达量明显增加,在淡绿期和稳定期表达量最大;HbMGT10在成熟叶片中的表达呈现明显的日变化,在光强度最大的12:00~16:00的表达量最大。由此推测,HbMGT10在橡胶树叶片叶绿体膜的镁离子跨膜转运过程中起着重要的作用,参与了橡胶树叶片叶绿体的发育,以及叶绿体中镁离子浓度的调控,以适应橡胶树叶片的光合作用。(本文来源于《热带作物学报》期刊2016年12期）
董禄禄[6]（2016）在《长叶红砂RtHKT1与RtKCO1钾离子转运蛋白基因的克隆及功能分析》一文中研究指出长叶红砂(Reaumuria trigynd)是东阿拉善-西鄂尔多斯地区特有的泌盐盐生植物,起源于第叁纪,属古地中海孑遗成分,具有极强的耐盐抗旱性。转录组深度测序结果发现离子平衡调节在该植物盐胁迫响应过程中发挥了重要作用。高亲和性钾离子转运蛋白HKT与外向整流型钾离子通道蛋白KCO对于盐胁迫下植物的K+吸收、K+在不同组织间的分配运输以及维持Na+/K+平衡发挥着重要作用。本研究从长叶红砂中克隆RtHKT1及RtKCO1基因,对其表达特性进行研究,通过转酵母AXT3突变体验证其在不同离子胁迫下的功能,将为揭示RtHKT1及RtKCO1基因在调节植物适应盐生环境下的离子平衡机制奠定基础。主要结果如下：1.依据转录组测序基因序列信息扩增得到长叶红砂高亲和性钾离子转运蛋白基因,命名为RtHKT1,以及外向整流型钾离子通道蛋白基因,命名为RtKCO1。 RtHKT1基因长为1941bp,包含1857bp的开放阅读框,编码619个氨基酸。RtKCO1基因长为1393bp,包含1076 bP的开放阅读框,编码358个氨基酸。亚细胞定位结果显示,RtHKT1与RtKCO1蛋白主要分布在细胞质膜上。2.基因表达特性分析结果显示,RtHKT1与RtKCO1在根、茎、叶中均有表达,且在叶中的表达量显着高于根、茎。在不同浓度NaCl胁迫下,与对照相比,两个基因表达量的总体变化趋势均为下调表达。随着胁迫浓度的增加,表达量变化均呈现出先降低后升高再降低的趋势,且均在200mM NaCl胁迫时表达量最高。在不同浓度KCl处理下,RtHKT1主要在OmM-10mM KCl处理下表达量显着增加,RtKCO1基因主要在25-50mM KCl处理下表达量显着增加,说明RtHKT1基因编码双亲和性K+转运蛋白,RtKCO1基因编码低亲和性K+通道。3.构建RtHKT1和RtKCO1基因的酵母表达载体,分别转入酵母突变体菌株AXT3中,转基因酵母在不同浓度Na+、K+等离子胁迫条件下,均能明显恢复生长,两个基因的表达均可显着提高酵母AXT3突变体对盐胁迫和K+胁迫的抵抗力。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2016-06-06）
李超然[7]（2016）在《西伯利亚白刺高亲和钾离子转运蛋白基因的克隆及特性分析》一文中研究指出白刺属(Nitraria L.)是蒺藜科(Zygophyllaceae)的一个小属,主要生长在荒漠和半荒漠地区,具有较强的耐干旱、耐盐碱和抗风沙能力,所以研究白刺的耐盐机理,开发其耐盐基因资源可为农作物和林木的遗传改良提供理论和实验依据。高亲和钾离子转运蛋白(High affactive K+ transpoter, HKT)位于质膜上,调控植物重吸收钠离子,维持胞内稳定的Na+/K+平衡,从而提高植物耐盐性。植物在蒸腾拉力作用下将根部Na+通过木质部薄壁细胞向上运输,HKT1将茎木质部中过多的Na+经共质体途径卸载到韧皮部,再运输回根部,以防止地上部分Na+积累过多。本研究利用同源克隆技术分离了西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall)高亲和钾离子转运蛋白基因(命名为NsHKTl)及其启动子序列,并对其表达特性进行了研究。结果表明：克隆了1866bp NsHKTl cDNA序列,包含1662bp的开放阅读框,在进化上与番茄(茄科)S1HKT1蛋白具有较近的亲缘关系。利用Tail-PCR技术克隆了943bp NsHKT1启动子序列,对其进行生物信息学分析结果显示,NsHKTl启动子区域含有2个干旱脱水响应元件(ACGTATERD1)、1个盐诱导元件(GT1GMSCAM4)、1个低温响应元件(LTRE1AVBLT49)、4个生长素响应元件(CATATGGMSAUR)等,表明NsHKT1基因的表达可能受环境及生长发育因子的调控。实时荧光定量结果显示,NsHKT1基因在白刺茎中表达量高于在根和叶中的表达量,在受低温、NaCl和干旱胁迫时其表达量明显上调。为了进一步研究NSHKT1基因功能及异源表达特性,分别构建了pORE-NsHKT1::GUS、 pBI101-NsHKT1真核表达载体及pET-32a(+)-NsHKT1原核表达载体。真核表达载体利用农瘤杆菌介导的花序浸染法对拟南芥进行遗传转化。转基因植物表分析结果显示,NsHKT1启动子引导的GUS蛋白主要表达在转基因拟南芥叶脉中,与其将木质部中过多的Na+经共质体途径卸载到韧皮部的功能相一致。盐胁迫下超表达NsHKT1转基因拟南芥长势优于野生型植株。原核表达载体导入大肠杆菌中,超表达NsHKT1基因大肠杆菌抵御非生物胁迫分析显示,盐、干旱、冷胁迫下其生长优于非转基因菌株。本研究成果为分析NsHKT1表达特性、功能及作用机理,及利用该基因改良农作物和林木的耐盐性提供理论和试验依据。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2016-06-06）
胡青荻[8]（2016）在《水稻钾离子转运蛋白基因影响生长发育和硝酸根吸收转运的作用机制》一文中研究指出钾(K)作为植物的叁大营养元素之一,是植物体内最大量的阳离子,在其众多生理生化过程中起重要作用。硝态氮是植物(包括水稻)从土壤中吸收的主要无机氮源,其从地下部向地上部的转运需要钾离子(K+)作为伴随离子来维持电荷平衡。植物对K+的吸收和转运主要是由K+通道与K+转运蛋白介导,其中钾转运蛋白在植物缺K条件下对K+的吸收及转运具有重要影响。在水稻中,KT/KUP/HAK是最大的K+转运蛋白家族,我们前期的研究结果表明,该转运蛋白家族成员OsHAKl与OsHAK5(Chenetal.,2015;Yangeta以.,2014)在低K条件下对水稻K+吸收以及K+由根系向地上部的转运有着显着贡献,但是这两个蛋白的功能并不完全相同,OsHAK1偏重水稻K+吸收、而OsHAK5则偏重K+从地下向地上的转运。我们在多年的田间试验中发现,沉默(敲除)OsHAK1基因导致水稻根系生长受到抑制、有效分蘖减少、株高变矮并且结实率大幅降低。另外我们也发现无论在低K和高K供应情况下,该基因的敲除导致水稻中K+的含量(浓度)和产量极其显着的同步下降。为此,本实验以水稻高亲和转运蛋白基因OsHAK1为研究对象,通过研究突变体oshak1与野生型形态的差异、内源生长素含量、[3H]-IAA运输以及PIN家族的基因表达来阐明OsHAK幻影响水稻形态的机理;通过比较突变体oshak1与野生型花器官形态与花粉萌发的不同来研究OsHAK1对水稻育性的影响;通过对15N的示踪以和水稻体内NO3-的含量来分析比较OsHAK1与OsHAK5对水稻NO3-吸收和体内运输的影响。具体研究结果终结如下:1、通过正常K(1 mM)与缺K(0.1 mM)条件下水稻根系形态的研究,我们发现0.1 mM培养条件下,在苗龄为10天的水稻幼苗中,突变体oshak1根毛长度比野生型降低了 40%,侧根密度与侧根长度也降低20%左右,而侧根生长区的K+含量并没有与野生型表现出显着差异,说明OsHAK1敲除造成的根系形态改变并不仅仅是由于根系K+的吸收和运输受到抑制所导致的。2、许多研究表明,植物的根系形态受生长素极性运输的调控。我们对7天苗龄的突变体oshak1与野生型根尖生长素流速的检测发现,敲除OsHAK1后制了生长素的跨细胞运输,而超表达OsHAK1则可以促进根尖表皮的生长素跨细胞运输,敲除OsHAK1也改变了水稻根系中OsPIN1与OsPIN2的表达。通过根尖施加[3H]-IAA发现,5个小时后突变体oshak1根系1-3mm、3-5mm,5-7mm,7-9mm,9-11mm处的[3H]-IAA浓度均比野生型低50%以上,说明生长素向上运输受阻。而在根基施加外源生长素,8小时内突变体oshak1根部[3H]-IAA含量与野生型并没有明显差异,只是在18小时后,突变体oshak1根系[3H]-IAA含量高于野生型60%。这一结果进一步说明OsHAK1的敲除抑制了生长素从根尖向根基部的极性运输,而对生长素从根基向根尖的极性运输并没有显着抑制。3、胞间pH影响生长素的极性运输,低pH可以促进IAA质子化从而直接渗透进入细胞。我们通过调控培养基pH检测OsHAK幻基因对水稻根系向地性以及根尖生长素流速实验发现,低pH条件下敲除OsHAK1减弱了水稻根系的向地性,生长素在根系中的流动也受到抑制。说明了 OsHAK1可能通过调节水稻根系的pH稳态平衡,从而影响生长素的吸收转运。4、通过对开花期水稻花器官的观察,我们发现敲除OsHAK1导致水稻花器官发育迟缓、花药畸形变短、雌蕊柱头变短变小。我们利用扫描电镜扫描花粉粒发现突变体oshak1花粉粒发育不完全、花粉内淀粉等内容物减少,并且突变体oshak1瘪壳状花粉粒多于野生型,花粉粒活性降低了 50%左右。结果证明OsHAK1在花粉发育过程中起着重要作用。另外我们通过花粉的体外、体内萌发实验发现敲除OsHAK1抑制了花粉的萌发率以及花粉管的长度,表明OsHAK1对花粉管的萌发和伸长有突出贡献。另外基因敲除导致柱头羽状突出变小,柱头上黏附的花粉明显小于野生型。我们的正反杂交试验结果也展示OsHAK1同时影响水稻雌、雄器官的育性。5、通过对OsHAK1对N03-的吸收分析发现,在低钾(0.3 mM)条件下,突变体oshak1水稻的15N-N03-吸收速率显着降低,说明OsHAK1是低K条件下水稻吸收NO3-的限制因素之一。我们对突变体ashok1、超表达与野生型材料24小时内15N-NO3-转运、植株以及伤流液中NO3-含量的分析发现,在低K情况下,突变体oshak1根系中NO3-向地上部的转运变少,同时超表达OsAK1可以促进低钾(0.3 mM)条件下水稻地下部NO3-向地上部的转运。6、OsHAK5是水稻HAK家族中与OsHAK1同亚族的基因成员,相较其它成员,这两个基因有着最高的同源性。OsHAK5在低K条件下对水稻根系K+的吸收以及向地上部转运有重要贡献。我们通过突变体oshak5、超表达与野生型材料对NO3-的吸收分析发现,低K条件下超表达OsHAK5可以促进水稻对NO3-的吸收以及向地上部的转运。在24小时内15N-NO3-的转运实验以及植株N03-含量的分析中我们发现,在低K(0.3 mM)培养条件下,OsHAK5影响N03-向叶片的转运。综上所述,OsHAK1作为K+转运蛋白,对水稻根部生长素极性运输(根尖到根基)起重要作用,对水稻花粉的发育与萌发有显着影响。另外OsHAK1与OsHAK5对水稻体内NO3-的吸收以及水稻体内NO3-与K+的穿梭运输均有一定影响,但两者之间仍呈现显着差异。本研究表明,通过分子遗传改良,选择性改变钾离子转运蛋白基因的表达可以调控禾本科作物的根系生长发育、株型及其育性,促进氮钾平衡,有助于挖掘高产与养分高效协同的潜力。(本文来源于《南京农业大学》期刊2016-06-01）
杨天元[9]（2016）在《水稻高亲和钾离子转运蛋白基因OsHAK5的功能研究》一文中研究指出钾(K)是植物生长发育必需的大量矿质营养元素之一,广泛参与植物的各种生理和生化过程,如植物的细胞膨压和渗透压调节、气孔开闭、离子平衡、酶的活化、抵御生物和非生物胁迫等。由于钾在土壤中容易被固定淋失、农作物秸秆的收获带走一部分钾和长期大量的使用氮、磷肥而钾肥施用量不足,造成我国土壤中普遍缺钾,严重限制农业发展。植物吸收钾离子存在高、低亲和两种吸收机制。在高钾环境下,钾离子通道(K Channels)起主要作用,而低钾环境下,钾离子转运蛋白(KTransporters:KT)则发挥主要作用。植物在应对低钾胁迫时,已经进化出包括细胞膜的超极化反应、根系构型变化、增强钾在不同组织中的流动、细胞外酸化和诱导高亲和转运蛋白KUP/HAK/KT (K Uptake Permease /High Affinity K transporter / K Transporters)的表达等形态结构变化和生理生化上的响应机制以提高对钾的吸收和再利用。已有研究结果表明,KUP/HAK/KT是组成水稻中最大的钾离子转运蛋白家族,预测水稻HAK家族有27个成员,在我们的研究开始之际,国际上还没有关于该家族成员在水稻中的表达特征和生理功能的报道。因此,开展对水稻高亲和钾离子转运蛋白生理功能研究,对于揭示水稻在低钾胁迫下的吸收和转运钾素营养的生理、分子机制和培育钾高效利用水稻新品种具有重大意义。本研究以模式作物水稻为研究对象,深入研究水稻高亲和钾转运蛋白基因OsHAK5的生理功能,我们对该基因表达模式的研究、组织和亚细胞定位、异源系统的功能鉴定,以及该基因超表达和敲除材料获得与表型分析等一系列具体的分子和生理试验,获得主要研究结果如下:1、OsHAK5基因的表达模式研究表明,该基因受缺钾诱导上调。启动子融合GUS报告基因结果表明,OsHAK5在根表皮、侧根原基、侧根、中柱细胞、根茎结合部、叶片、花药、胚、种子和种壳都有表达,且在根、根茎结合处和叶片受缺钾诱导,表达增强。亚细胞定位结果显示OsHAK5是一个定位于细胞质膜上的转运蛋白。启动子分割试验结果表明:OsHAK5基因转录起始位点ATG上游-1479到-1776bp范围内可能存在受缺钾诱导的顺式作用元件(cis-element)。OsHAK5表达受不同植物激素的诱导(上调或下调),且在ATG上游-1479到-1776bp范围内有响应生长素信号的顺式作用元件ASF1MOTIFCAMV,外源添加IAA处理,显着增强OsHAK5启动子融合的GUS基因在不同组织的表达活性。2、通过构建酵母表达载体pYES2-OsHAK5,以空载体pYES2作对照,将其分别转入钾离子吸收缺陷型酵母突变菌株R5421和盐敏感型酵母突变菌株AXT3中,以验证OsHAK5在酵母异源体系中的功能,酵母打点试验结果表明:在高钾浓度(20mMK+; 50mMK+)的固体培养上,OsHAK5转化子和空载体生长无明显差异,而在低钾(0.05 mMK+到1mMK+)培养基上,OsHAK5转化子酵母的生长能力显着优于空载体酵母。在高盐浓度的培养基上,OsHAK5转化子酵母比空载体酵母具有更强的耐盐能力,通过对液体培养的酵母进行高盐处理然后进行钾、钠离子含量测定结果表明:OsHAK5转化子酵母比空载体酵母在高盐处理下积累更多的K+而不提高Na+吸收,因此,OsHAK5在酵母中表现为高亲和钾选择性转运体。3、一定时间的低K (0.3 mM K+)和不加K (0 mM K+)水培试验研究表明:OsHAK5超表达材料的生物量、地上部K浓度、K吸收总量和单位时间的K净吸收速率均显着高于野生型材料,有趣的是,根中K浓度反而显着低于野生型材料。OsHAK5突变体材料的生物量、K吸收总量和单位时间钾离子净吸收速率显着降低,而根部的K浓度显着高于野生型材料。正常供钾时,超表达和野生材料生长没有差异,而突变体材料生长受阻的表型不能通过高钾恢复。为了进一步证明OsHAK5参与水稻根系在低K环境中吸收K的生理功能,利用NMT(非损伤原位测定技术)测定了OsH K5超表达、沉默和野生型水稻根尖钾离子吸收流速。在正常供K (1mM K+)时,OsHAK5超表达和沉默材料及其对应的野生型水稻材料根系钾离子吸收流速无明显差异,而低K (0.1 mMK+)处理时,超表达材料钾离子吸收流速较野生型显着提高,而突变体材料显着降低。此外,伤流液试验结果表明,在低K和完全缺K处理时,超表达材料伤流液中的K浓度和K外流速率显着高于野生型,而突变体材料则呈相反趋势。我们的研究结果表明在低钾条件下,OsHAK5不仅有助于水稻对K的吸收,还能增强其地下向地上的转运。4、OsHAK5基因在盐胁迫中的生理功能研究结果表明,在盐胁迫(100mM NaCl)处理下,超表达材料的生物量、K吸收总量和地上部的K+/Na+均显着高于野生型,抗盐胁迫能力增强。与野生型相比,突变体植株地上部的Na+浓度和Na+/K+显着增高,而生物量和K吸收总量显着降低,抗盐能力减弱。这一结果也验证了我们对酵母试验的结论。5、对OsHAK5超表达和敲除水稻植株的表型分析发现,OsHAK5影响了水稻株型具体表现为:与野生型材料相比,超表达材料总分蘖和有效分蘖较野生型显着增加,而突变体材料总分蘖和有效分蘖显着减少,超表达和突变体材料的株高都显着降低。超表达、突变体和野生型材料根尖和根茎结合部生长素含量测定结果表明,OsHAK5超表达和沉默材料的根尖生长素含量只有对应野生型材料的50%,超表达材料根茎结合部生长素含量显着高于野生型,而沉默材料呈相反趋势。OsHAK5的超表达和沉默影响了水稻植株生长素输出载体蛋白PIN家族成员相关基因和输入蛋白AUX1的表达,同时也影响了分蘖数(OsFC1)和分蘖角度(OsLay1;OsTAC)相关基因的表达且超表达材料和沉默材料的表达变化呈现相反的趋势。此外,OsHAK5还影响了[3H]-IAA在水稻植株中的极性运输。不同pH值处理下的根系生长试验结果表明,在pH值为4.5的处理下,超表达根系生长显着优于野生型,而当pH值为5.5和6.5处理下,超表达和野生型根系无明显差异,而沉默材料根系在pH值为4.5、5.5和6.5均表现根系生长受阻现象,尤其在pH4.5处理下根系生长受阻更加严重。推测OsHAK5对水稻株型的改变可能是由于OsHAK5影响了细胞间的pH稳态平衡。综上所述,OsHAK5基因参与了水稻在低钾时对钾素营养的吸收和转运,该转运体呈现为选择性吸收K+,而不吸收Na+。此外,现有的证据显示,OsHAK5可能是通过影响生长素在水稻植株体内的含量和分布,从而实现了对水稻株型的调节。(本文来源于《南京农业大学》期刊2016-06-01）
王菊花,王攀,刘传欢,孙秀梅,解倩倩[10]（2016）在《安氏隐孢子虫ATP结合盒式转运蛋白1基因的克隆与离子转运》一文中研究指出目的研究安氏隐孢子虫(Cryptosporidium andersoni)ATP结合盒式转运(ATP-binding cassette,ABC)蛋白1基因对细胞内液和细胞外液中K~+、Ca~(2+)、Na~+和Mg~(2+)的转运作用。方法设计特异性引物,从安氏隐孢子虫基因组中PCR扩增CaABC1。构建真核表达质粒pEGFP-C1-CaABC1,采用脂质体转染法将重组质粒转染至小鼠肠上皮细胞(intestinal epithelial cells,IEC)中表达,设空白组(未转染质粒组)、对照组(转染空质粒pEGFP-C1组)和转染组(转染重组质粒pEGFP-C1-CaABC1组)。用溶液离子浓度检测试剂盒检测IEC细胞内液和细胞外液中的K~+、Ca~(2+)、Na~+和Mg~(2+)的浓度。结果扩增出544 bp的CaABC1基因,构建了真核表达质粒载体pEGFP-C1-CaABC1。转染小鼠IEC后,空白组未观察到绿色荧光,对照组和转染组均观察到绿色荧光。在细胞内液中,空白组K~+、Ca~(2+)、Na~+和Mg~(2+)的浓度分别为(5.51±0.51)、(1.98±0.06)、(108.33±1.33)和(0.93±0.03)mmol/L,对照组分别为(6.25±0.70)、(1.90±0.13)、(107.73±1.79)和(0.87±0.05)mmol/L,转染组分别为(14.84±0.90)、(3.40±0.14)、(127.64±1.49)和(1.72±0.20)mmol/L。在细胞外液中,空白组K~+、Ca~(2+)、Na~+和Mg~(2+)的浓度分别为(12.72±0.83)、(3.72±0.03)、(116.83±1.04)和(2.02±0.18)mmol/L,对照组分别为(10.11±0.90)、(3.58±0.06)、(115.89±1.86)和(1.71±0.41)mmol/L,转染组分别为(5.77±0.21)、(1.29±0.18)、(96.21±1.19)和(0.64±0.02)mmol/L。转染组K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)与对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论CaABC1蛋白具有协助转运K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)离子的作用。(本文来源于《中国寄生虫学与寄生虫病杂志》期刊2016年04期）
镁离子转运蛋白基因论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
CAXs(Cation/H~+ exchanger antiporter)是一类重要的阳离子跨膜转运蛋白,在调控植物Ca~(2+)平衡,参与转运金属离子Cd~(2+)和Mn~(2+)中发挥了重要作用,但在甘蓝型油菜中尚缺乏系统研究。本文利用生物信息学的方法对甘蓝型油菜CAX家族成员的基因拷贝数、系统进化、进化选择压力、分子特征、保守基序、染色体定位、基因结构及其启动子区域所能结合的顺式作用元件进行了预测和分析;同时采用荧光定量PCR分析了甘蓝型油菜BnaCAXs的组织表达模式及其对Cd~(2+)胁迫的响应。结果表明,甘蓝型油菜CAX家族共包含17个成员,系统进化分析结果表明BnaCAXs与拟南芥进化相似,并且明显地分为5个亚家族。BnaCAXs家族所有基因成员的K_a/K_s值均小于0.3,受到强烈的纯化选择作用。大部分BnaCAXs均属于稳定的疏水蛋白,并包含8～11个跨膜结构域。基因结构差异明显,内含子数目从6～11不等,并且Dof、MYB以及W-BOX是其启动子上丰度较大的顺式作用元件,可能参与到BnaCAX抗逆过程的调控。荧光定量PCR结果表明,甘蓝型油菜CAX基因主要在地下部表达;BnaC4.CAX1-2和BnaC3.CAX2-2是该家族的核心基因,并受到Cd~(2+)胁迫的显着诱导。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
镁离子转运蛋白基因论文参考文献
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