AIK参与拟南芥钾吸收的实验证据

摘要

钾是植物生长发育所必需的营养元素之一，在植物的生命活动中，发挥着许多重要的作用。我国是一个钾矿匮乏的国家，而我国的钾肥需求量很大。在农业生产中，钾肥投入不足已成为限制我国农业生产发展的重要因素之一。利用基因工程与常规育种手段相结合，提高农作物的钾肥利用效率是解决农作物生产中钾肥供需矛盾的重要途径之一。 本研究以模式植物拟南芥为实验材料。2000年底拟南芥全基因组序列被公布，从而拟南芥基因克隆、结构与功能研究有了飞速发展。由于拟南芥是国际上第一个完成全部基因组序列测定的高等植物，因此以拟南芥为研究的模式植物成为研究高等植物基因组学的一条重要途径。 AIK是拟南芥AtKUP/HAK/KT转运体家族中的一个成员，这类钾转运体最早在大肠杆菌(Escherichia coil)中被鉴定，并命名为KUPs(K<'+>uptake permeases钾吸收透性酶)(Schleyer和Bakker，1993)。在拟南芥中的这类转运体被命名为AtKT(K<'+>transporter)、AtHAK或AtKUP，有13个成员(Maser等，2001)。本研究中构建了A/K基因的过表达植株，并对其进行了表达量鉴定。通过对过表达植株、野生型植株及A/K敲除突变体植株的表型比较，发现过表达植株在正常MS上表现出冠部较小的表型；其生物量及钾含量也低于野生型和突变体；钾吸收动力学实验也表明：过表达植株无论在高浓度钾条件下(外界A/K浓度为1mM)还是在低浓度钾条件下(外界A/K浓度为300μM)，其钾吸收能力均差于野生型和敲除突变体植株，这就说明了，在高亲和及高亲和的范围内，过表达AIK因都负面地影响了植株的钾吸收。

目录

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英文缩写表

第一章文献综述

1.1钾的生理功能

1.1.1钾在植物体内的生理作用

1.1.2植物钾素缺乏和钾素中毒时的生理表现

1.2植物中钾营养的来源

1.3植物中钾转运系统研究进展

1.4本研究立论依据和意义

第二章材料与方法

2.1实验材料

2.1.1植物材料

2.1.2实验中所用菌株

2.1.3常用克隆载体

2.1.4酶、试剂盒及各种化学药品

2.2实验仪器

2.3实验所需培养基和试剂的配制

2.3.1常用溶液配制

2.3.2常用培养基的配制

2.4实验方法

2.4.1拟南芥培养

2.4.2常用分子生物学实验方法

2.4.3植物总RNA的提取，RT-PCR及Northern印迹法

2.4.4钾含量测定

2.4.5钾营养耗竭实验

第三章结果与分析

3.1插入突变体的鉴定

3.2过表达材料的构建及鉴定

3.3过表达材料的表型观察

3.4野生型、突变体及过表达材料的生物量统计比较

3.5野生型、突变体及过表达材料的钾含量比较

3.6野生型、突变体和过表达植株钾吸收动力学特征比较

第四章分析与讨论

参考文献

致谢