山新杨钾离子通道基因PdbSKOR的克隆与功能分析*

王力敏 陈亚辉 杨庆山 曲日涛 姜 姜 张金池 张洪霞 宋志忠,7

(1.鲁东大学农林工程研究院 烟台 264025； 2.南京林业大学林学院 南京 210037； 3.山东省林业科学研究院 济南 250014；4.山东省高等学校重点实验室“作物高产抗逆分子模块育种实验室” 烟台 264025； 5.烟台市农业技术推广中心 烟台 264001；6.海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室 海口 570100； 7.剑桥大学植物系 英国剑桥 CB2 3EA)

钾离子(K+)是植物细胞中含量最为丰富的阳离子之一，参与光合作用、气孔运动、蒸腾作用、信号传导和植物抗逆等生命活动。缺钾阻碍植物生长和发育，影响产量和品质(宋志忠等，2015；Lebaudyetal., 2007; Wardetal., 2009; Véryetal., 2014; Wangetal., 2017)。

植物通过根部能从土壤中吸收足量的K+，并有效分配到不同组织部位，进而满足正常的生长和发育(Gaymardetal., 1998; Lebaudyetal., 2007; Wardetal., 2009; Véryetal., 2014; Demidchiketal., 2014; Wangetal., 2017)。前人通过研究根部K+吸收动力学证实了植物体内存在2种K+吸收机制：机制Ⅰ，主要在外界K+浓度低于200 μmol·L-1时起作用，是一个典型的主动吸钾过程，即高亲和K+吸收系统；机制Ⅱ，主要在外界K+浓度高于1 mmol·L-1时起作用，是一个典型的被动吸钾过程，即低亲和K+吸收系统(Epsteinetal., 1963; Kochianetal., 1982; Véryetal., 2003)。特别地，定位于细胞质膜的各类K+通道主要介导植物体内K+的长距离运输和分配，根据蛋白结构特征及功能方式的不同，这些K+通道可分为3大类：Shaker家族通道、TPK家族通道和其他钾离子通道(Gaymardetal., 1998; Lebaudyetal., 2007; Véryetal., 2014; Wangetal., 2017)。其中，Shaker类K+通道是研究最为透彻的，其对K+的亲和常数约在几十mmol，属于典型的高通量、低亲和的K+通道，在植物钾素营养高效中起至关重要的作用(Grabov, 2007; Lebaudyetal., 2007; Wardetal., 2009; Demidchiketal., 2014; Wangetal., 2017)。

自Anderson等(1992)和Sentenac等(1992)分别在拟南芥(Arabidopsisthaliana)中揭示了植物Shaker类K+通道KAT1和AKT1，此后30年内，陆续从不同植……