《西藏野生大麥HvHKT1轉運蛋白的耐鹽機制及其套用研究》是依託浙江大學，由韓勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：西藏野生大麥HvHKT1轉運蛋白的耐鹽機制及其套用研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：韓勇
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
西藏野生大麥因其豐富的遺傳多樣性而備受關注，近年來已挖掘到多個對鹽、鋁毒、乾旱等非生物脅迫具有很強耐性的種質材料。高親和鉀轉運蛋白（HKT）在植物耐鹽性上具有重要作用，在前期鑑定到西藏野生大麥高耐鹽種質並完成HvHKT1基因克隆、遺傳定位、亞細胞定位以及時空表達特性分析的基礎上，本項目將圍繞HvHKT1轉運蛋白的功能解析，深入研究其耐鹽分子機理，並明確其在大麥耐鹽育種上的套用潛力。主要研究內容有：（1）利用酵母異源表達，明確HvHKT1離子親和性和轉運能力；（2）利用酵母雙雜交和免疫組化，明確HvHKT1的互作蛋白和表達組織；（3）利用模式植物擬南芥和離子流測定技術（MIFE），明確HvHKT1在鹽脅迫下的離子轉運調控及其增強耐鹽性的機理；（4）利用大麥成熟胚遺傳轉化株系，明確該基因在大麥耐鹽遺傳改良上的套用潛力。研究結果可望闡明西藏野生大麥HvHKT1轉運蛋白的耐鹽機理及其套用前景。
結題摘要
諸多研究表明，植物高親和性鉀轉運蛋白（HKT）的生理學功能與植物鹽脅迫下的耐性表現密切相關。禾穀類作物各物種都含有多個HKT編碼基因，HKT基因功能研究是解析不同禾穀類作物的鹽脅迫耐性機制和開展耐鹽育種的基礎。大麥與水稻、小麥等其它禾穀類作物相比，耐鹽性較強，我們前期發現其耐性與HKT轉運蛋白家族控制的組織離子平衡有關。但是，大麥HvHKT1;1轉運蛋白的耐鹽分子機理和生理機制仍不甚清楚，本研究綜合運用酵母和爪蟾卵母細胞表達、遺傳轉化、基因沉默、免疫螢光、電壓鉗以及微電極離子流測定等手段，系統地明確了該基因功能及其參與的耐鹽機制。大麥HvHKT1;1特異回響鹽脅迫上調錶達，是一個在木質部表達的質膜蛋白並且高度Na親和，在鹽脅迫下通過木質部卸載和徑向運輸鈉離子到表皮細胞，而顯著降低大麥和擬南芥地上部Na積累並增強植株耐鹽性。同時，HvHKT1;1間接參與了鹽脅迫下根際K和Ca的離子平衡，增強了植株應對滲透和氧化脅迫的能力。此外，離子組學和代謝組學分析完闡明了兩類離子通道HKT1和SOS1對植物耐鹽性的調控途徑及機理，發現耐性差異材料在糖酵解和三羧酸循壞的啟動優先權上存在差異。本研究鑑定並明確的大麥優異耐鹽候選基因HvHKT1;1功能，肯定了該基因在大麥耐鹽育種上的套用潛力，從而為促進大麥特異種質的發掘與利用以及作物耐鹽遺傳改良提供理論與技術支撐。
