丁宝娟 安利佳 苏 乔

(大连理工大学生物工程学院，大连 116023)

钾是植物生长发育所必须的营养元素之一，占植物干重的2%～10%，参与多种生理生化过程，包括蛋白质合成、光合作用和渗透调节等[1～2]。地壳中钾含量丰富，但能被植物吸收利用的速效钾不足[3]。玉米(ZeamaysL.)作为世界三大粮食作物之一，在我国农业生产中占有重要的地位。土壤缺钾严重影响了玉米的产量和品质。通过遗传改良的方式提高玉米的钾营养是解决这个问题的有效途径之一。

植物对钾的吸收主要依靠钾离子通道和钾离子转运体两大钾转运系统，前者主要包括Shaker通道、TPK通道和Kir-like通道[4]，后者主要包括KUP/HAK/KT转运体，Trk/Ktr/HKT转运体、KEA转运体和CHX转运体[5～7]。其中，Shaker通道和KUP/HAK/KT转运体是目前研究最为广泛的两大家族。目前已从棉花(Gossypiumhirsutum)[8]、小花碱茅(Puccinelliatenuiflora)[9]、盐地碱蓬(Suaedasalsa)[10]、霸王(Zygophyllumxanthoxylum)[11]和水稻(Oryzasativa)[12]等植物中分离得到AKT1基因。Ahmad等[12]研究发现过表达OsAKT1基因可以提高水稻的钾营养吸收。Duan等[10]研究发现，过表达SsAKT1基因在低钾条件下能够提高盐地碱蓬的钾吸收能力。KUP/HAK/KT钾转运体家族存在于植物、真菌和细菌中，参与植物体内K+的吸收和转运，提高植物的耐盐性以及对干旱胁迫的反应[13]。KUP/HAK/KT钾转运体在植物的发育过程也起到重要的作用，例如根毛的生长和生长素的分布等[14]。目前，研究人员已从碧桃(Prunuspersica)[15]、木薯(Manihotesculenta)[16]、棉花(Gossypiumhirsutum)[17]和柳杉(Cryptomeriajaponica)[18]等植物中克隆得到钾转运蛋白基因。谭颖等[19]在烟草中过表达NtHAK1基因显著提高了转基因烟草的钾吸收能力。Han等[20]的研究表明，过表达KUP7基因能够提高转基因拟南芥的K+吸收。……