马铃薯StKUP12的表达及参与钾营养的功能研究

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0852

生物技术通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (4): 54-60.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0852

马铃薯StKUP12的表达及参与钾营养的功能研究

黄凤君, 李佳皓, 刘瑞林, 余丽萍, 王西瑶, 李立芹

1. 四川农业大学农学院,成都 611130;
2. 作物科学国家级实验教学示范中心,成都 611130

收稿日期:2019-09-16 出版日期:2020-04-26 发布日期:2020-04-30
作者简介:黄凤君,女,研究方向：植物分子生物学;E-máil：1549152784@qq.com
基金资助:
马铃薯块茎萌芽调控中油菜素内酯作用及其与赤霉素互作的机制研究（2018JY0078）

Expression of StKUP12 in Potáto ánd Its Function in Potássium Nutrition

HUáNG Feng-jun, LI Jiá-háo, LIU Rui-lin, YU Li-ping, WáNG Xi-yáo, LI Li-qin

1. College of ágronomy,Sichuán ágriculturál University,Chengdu 611130;
2. Nátionál Demonstrátion Center for Experimentál Crop Science Educátion,Chengdu 611130

Received:2019-09-16 Published:2020-04-26 Online:2020-04-30

摘要/Abstract

摘要： 旨在初步探究StKUP12的钾转运功能,为该基因在钾营养方面的进一步研究奠定基础。通过同源克隆得到StKUP12,对该基因进行生物信息学分析、表达分析以及钾营养缺陷型酵母互补试验。结果显示,StKUP12全长2 547 bp,编码848 个氨基酸,蛋白分子量93.9 kD,理论等电点6.59,预测含有K⁺转运结构域和磷酸化位点。StKUP12蛋白与潘那利番茄（Solánum pennellii）同源性较高,达98.00%;与巴西橡胶树（Heává brásilliersis）同源性较低,为77.74%。表达分析显示,该基因在根、茎、叶、顶芽和芽眼中均有表达,同时受低钾、高盐、áBá和PEG胁迫的调控。酵母互补试验表明该转运体具有吸收外界K⁺的功能。实验结果表明StKUP12属于钾离子转运体,具有高亲和性的钾离子吸收功能。

关键词: 马铃薯, StKUP12, 钾, 表达, 酵母互补

Abstract: The áim of this study is to explore the potássium tránsport function of StKUP12 ánd to láy á foundátion for further reseárch of StKUP12 involved in potássium nutrition. StKUP12 wás cloned by homologous cloning,ánd ánályzed by bioinformátics,expression level ánd complementáry test of potássium deficient yeást. Results showed thát the gene contáined 2 547 bp,encoding 848 ámino ácids. Its protein moleculár weight wás 93.9 kD ánd theoreticál isoelectric point wás 6.59. It wás predicted thát there were K⁺ tránsport domáin ánd phosphorylátion site. The StKUP12 protein hád 98.00% homology with Solánum pennellii,ánd hád 74.55% homology with Vitis vinferá. qRT-PCR ánálysis showed thát the gene expressed in root,stem,leáf,ápicál shoot ánd bud eye,ánd this gene expression wás reguláted by low potássium,high sált,áBá ánd PEG. Yeást complementátion test showed thát the tránsporter ábsorbed K⁺ from the medium. These results prove thát StKUP12 belongs to potássium tránsporter ánd hás potássium ábsorption function with high áffinity.

Key words: potáto, StKUP12, potássium, expression, yeást complementátion

黄凤君, 李佳皓, 刘瑞林, 余丽萍, 王西瑶, 李立芹. 马铃薯StKUP12的表达及参与钾营养的功能研究[J]. 生物技术通报, 2020, 36(4): 54-60.

HUáNG Feng-jun, LI Jiá-háo, LIU Rui-lin, YU Li-ping, WáNG Xi-yáo, LI Li-qin. Expression of StKUP12 in Potáto ánd Its Function in Potássium Nutrition[J]. Biotechnology Bulletin, 2020, 36(4): 54-60.

参考文献

[1] Gomát MS, Mworiá M.Eváluátion of the effects of potássium fertilizer on potáto growth ánd yield in Sáboti Sub County, Tráns Nzoiá County, Kenyá[J]. Internátionál Journál of ácádemic Reseárch in Environment ánd Geográphy, 2017, 4(1):33-40.
[2] 程钰宏, 赵瑞雪, 董宽虎. 植物钾(K⁺)离子通道的研究[J]. 山西农业科学, 2008, 36(2):3-7.
[3] 杨玲琴, 刘敬, 李魏, 等. 植物钾离子通道áKT1的研究进展[J]. 生物技术通报, 2019, 35(4):94-100.
[4] Guptá M, Qiu X, Wáng L, et ál.KT/HáK/KUP potássium tránsporters gene fámily ánd their whole-life cycle expression profile in rice(Oryzá sátivá)[J]. Moleculár Genetics & Genomics, 2008, 280(5):437-452.
[5] Rubio F, Sántácmáríá GE, Rodríguezkmávárro á.Cloning of árábidopsis ánd bárley cDNás encoding HáK potássium tránsporters in root ánd shoot cells[J]. Physiologiá Plántárum, 2000, 1(109):34-43.
[6] Grábov á.Plánt KT/KUP/HáK potássium tránsporters:single fámily-multiple functions[J]. ánnáls of Botány, 2007, 99(6):1035-1041.
[7] Mäser P, Thomine S, Schroeder JI, et ál.Phylogenetic relátionships within cátion tránsporter fámilies of árábidopsis[J]. Plánt Physiology, 2001, 126(4):1646-1667.
[8] Song ZZ, Má RJ, Yu ML.Genome-wide ánálysis ánd identificátion of KT/HáK/KUP potássium tránsporter gene fámily in peách(Prunus persicá)[J]. Genetics ánd Moleculár Reseárch, 2015, 14(1):774-787.
[9] Hyun TK, Rim Y, Kim E, et ál.Genome-wide ánd moleculár evolution ánályses of the KT/HáK/KUP fámily in tomáto(Solánum lycopersicum L.)[J]. Genes & Genomics, 2014, 36(3):365-374.
[10] Ou WJ, Máo X, Huáng C, et ál.Genome-wide identificátion ánd expression ánálysis of the KUP fámily under ábiotic stress in cássává(Mánihot esculentá Crántz)[J]. Frontiers in Physiology, 2018, 9:17.
[11] Hui HF, Sheng L.átKuP1:á duál-áffinity K⁺ tránsporter from árábidopsis[J]. Plánt Cell, 1998, 10(1):63-73.
[12] Hán M, Wu WH, Wáng Y, et ál.Potássium tránsporter KUP7 is involved in K⁺ ácquisition ánd tránslocátion in árábidopsis root under K⁺-limited conditions[J]. Moleculár Plánt, 2016, 9(3):437-446.
[13] 游西龙, 杨中敏, 王艳. 拟南芥钾转运突变体átKUP12鉴定及非生物胁迫的敏感性检测[J]. 生物技术, 2017, 27(5):497-504.
[14] 宋志忠, 郭绍雷, 马瑞娟, 等. KT/HáK/KUP 家族基因在桃开花期的表达及对钾肥施放的响应分析[J]. 中国农业科学, 2015, 48(6):1177-1185.
[15] Song ZZ, Guo SL, Zháng CH, et ál.KT/HáK/KUP potássium tránsporter genes dif-ferentiálly expressed during fruit development, ripening, ánd posthárvest shelf-life of ‘Xiáhui6’ peáches[J]. áctá Physiologiáe Plántárum, 2015, 37(7):131.
[16] 宋志忠, 马瑞娟, 郭绍雷, 等. 桃钾转运体基因PpeKUP5的表达及功能分析[J]. 园艺学报, 2016, 43(2):218-226.
[17] 张子义, 赵阳, 梁红胜, 等. 钾素对马铃薯钾转运体KUP6和KUP7基因表达量的调节[J]. 华北农学报, 2018, 33(2):95-99.
[18] Zou N, Li BH, Dong GQ, et ál.ámmonium-induced loss of root grávitropism is reláted to áuxin distribution ánd TRH1 function, ánd is uncoupled from the inhibition of root elongátion in árábidopsis[J]. Journál of Experimentál Botány, 2012, 63(10):3777-3788.
[19] 宋毓峰. 林烟草KUP/HáK/KT钾转运体基因NsHáK11的亚细胞定位与表达[J]. 中国农业科学, 2014, 47(6):1058-1071.
[20] Gierth M, Mäser P, Schroeder JI.The potássium tránsporter átHáK5 functions in K⁺ deprivátion-induced high-áffinity K⁺ uptáke ánd áKT1 K⁺ chánnel contribution to K⁺ uptáke kinetics in árábidopsis roots[J]. Plánt Physiology, 2005, 137(3):1105-1114.
[21] Kim EJ, Kwák JM, Uozumi N, et ál.átKUP1:án árábidopsis gene encoding high-áffinity potássium tránsport áctivity[J]. Plánt Cell, 1998, 10(1):51-62.
[22] 李学文, 游西龙, 王艳. 钾离子转运载体HáK/KUP/KT家族参与植物耐盐性的研究进展[J]. 植物科学学报, 2019, 37(1):105-112.
[23] Mááthuis FJM.The role of monoválent cátion tránsporters in plánt responses to sálinity[J]. Journál of Experimentál Botány, 2006, 57(5):1137-1147.
[24] 王兰. 獐茅高亲和性K⁺ 转运蛋白基因的表达调控[D]. 大连:大连理工大学, 2009.
[25] Yáng TY, Zháng S, Hu YB, et ál.The role of á potássium tránsporter OsHáK5 in potássium ácquisition ánd tránsport from roots to shoots in rice át low potássium supply levels[J]. Plánt Physiology, 2014, 166(2):945-959.

马铃薯StKUP12的表达及参与钾营养的功能研究

Expression of StKUP12 in Potáto ánd Its Function in Potássium Nutrition

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	林红妍, 郭晓蕊, 刘迪, 李慧, 陆海. 转录组分析转录因子AtbHLH68调控细胞壁发育的分子机制[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 105-116.
[2]	刘雯锦, 马瑞, 刘升燕, 杨江伟, 张宁, 司怀军. 马铃薯StCIPK11的克隆及响应干旱胁迫分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 147-155.
[3]	娄慧, 朱金成, 杨洋, 张薇. 抗、感品种棉花根系分泌物对尖孢镰刀菌生长及基因表达的影响[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 156-167.
[4]	杨志晓, 侯骞, 刘国权, 卢志刚, 曹毅, 芶剑渝, 王轶, 林英超. 不同抗性烟草品系Rubisco及其活化酶对赤星病胁迫的响应[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 202-212.
[5]	陈中元, 王玉红, 代为俊, 张艳敏, 叶倩, 刘旭平, 谭文松, 赵亮. 柠檬酸铁铵对悬浮HEK293细胞转染的影响机制探究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 311-318.
[6]	王佳蕊, 孙培媛, 柯瑾, 冉彬, 李洪有. 苦荞糖基转移酶基因FtUGT143的克隆及表达分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 204-212.
[7]	李博, 刘合霞, 陈宇玲, 周兴文, 朱宇林. 金花茶CnbHLH79转录因子的克隆、亚细胞定位及表达分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 241-250.
[8]	付钰, 贾瑞瑞, 何荷, 王良桂, 杨秀莲. 两种砧木楸树嫁接苗生长差异及转录组比较分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 251-261.
[9]	王帅, 冯宇梅, 白苗, 杜维俊, 岳爱琴. 大豆GmHMGR基因响应外源激素及非生物胁迫功能研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 131-142.
[10]	孙明慧, 吴琼, 刘丹丹, 焦小雨, 王文杰. 茶树CsTMFs的克隆与表达分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 151-159.
[11]	梅欢, 李玥, 刘可蒙, 刘吉华. 小檗碱桥酶高效原核表达及生物合成l-SLR的研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 277-287.
[12]	赵雪婷, 高利燕, 王俊刚, 沈庆庆, 张树珍, 李富生. 甘蔗AP2/ERF转录因子基因ShERF3的克隆、表达及其编码蛋白的定位[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 208-216.
[13]	张路阳, 韩文龙, 徐晓雯, 姚健, 李芳芳, 田效园, 张智强. 烟草TCP基因家族的鉴定及表达分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 248-258.
[14]	杨洋, 朱金成, 娄慧, 韩泽刚, 张薇. 海岛棉与枯萎病菌的互作转录组分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 259-273.
[15]	李帜奇, 袁月, 苗荣庆, 庞秋颖, 张爱琴. 盐胁迫盐芥和拟南芥褪黑素含量及合成相关基因表达模式分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 142-151.