《水稻鉀離子通道OsAKT1的生理功能及分子調控機制研究》是依託中國農業大學，由王毅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水稻鉀離子通道OsAKT1的生理功能及分子調控機制研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：王毅
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
OsAKT1是從水稻中克隆的鉀離子通道基因，與之前被深入研究的擬南芥鉀離子通道AKT1具有很高的序列相似性。目前國際上對於OsAKT1在水稻體內的生理功能研究尚未有報導。本項目小組前期的研究結果顯示水稻Osakt1突變體在低鉀條件下表現出葉片褐斑的缺鉀症狀，並且出現抽穗少、結實率低的表型。推測OsAKT1可能在水稻根中起鉀營養吸收的作用，並可能通過控制水稻植株的鉀營養狀況來影響水稻產量。本項目擬綜合利用分子遺傳學、植物電生理學（膜片鉗與電壓鉗）、蛋白質生物化學、細胞生物學、植物營養學等理論與技術方法，深入分析研究OsAKT1在水稻體內參與鉀營養吸收和轉運的作用，以及OsAKT1活性調控的分子機制。通過此項研究，有可能逐步闡明控制水稻鉀營養效率性狀和產量性狀的生理及分子遺傳調控機制。
結題摘要
本實驗室前期研究發現，AKT1是擬南芥根中控制鉀離子吸收的重要通道蛋白，它的通道活性受上游鈣感受器蛋白CBL1/9和蛋白激酶CIPK23的控制。前期工作已經證明CBL1/9-CIPK23-AKT1這條分子調控通路在控制擬南芥鉀吸收方面起著極其重要的作用。OsAKT1是水稻中與AKT1同源性最高的鉀離子通道蛋白，因此我們推測OsAKT1的主要生理功能可能與擬南芥AKT1類似。OsAKT1可能介導水稻根細胞從土壤中吸收鉀離子，控制水稻的鉀營養性狀，最終影響水稻的產量和品質。本項目綜合利用分子遺傳學、植物電生理學、蛋白質生物化學、細胞生物學和植物營養學等理論與技術方法，深入分析研究了OsAKT1在水稻體內的生理功能和調控機制。研究發現，OsAKT1主要分布在水稻根細胞中，定位在根細胞質膜上，負責從土壤中吸收鉀離子。OsAKT1的功能缺失直接導致水稻根部鉀離子吸收顯著減少，並造成葉片發黃、植株矮小以及產量降低的生理表型。此外還發現，OsAKT1的通道活性還受到上游鈣感受器OsCBL1和蛋白激酶OsCIPK23的調控。因此我們證明，在水稻中也存在和擬南芥中類似的OsCBL1-OsCIPK23-OsAKT1鉀營養分子調控通路。通過此項研究，我們逐步闡明了控制水稻鉀營養效率性狀和產量性狀的生理及分子遺傳機制，這將為改良和培育具有鉀營養高效性狀的水稻品種提供科學依據和技術支持。本項目研究共發表SCI論文2篇，申請發明專利2項，培養博士生2人，培養碩士生1人。
