小麦高效吸收利用磷素机制研究进展

1

作者 康国章 王鹏飞 +2 位作者 李艳 王金凤 韩巧霞 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第4期800-809,共10页

小麦作为高需磷量的主要粮食作物,实现稳产高产高度依赖磷肥施用。然而,我国小麦当季磷肥利用率仅19%,提升磷素吸收利用效率已成为小麦养分研究领域的核心科学问题。本文基于作者团队前期关于小麦磷高效利用的研究基础,首先剖析了土壤... 小麦作为高需磷量的主要粮食作物,实现稳产高产高度依赖磷肥施用。然而,我国小麦当季磷肥利用率仅19%,提升磷素吸收利用效率已成为小麦养分研究领域的核心科学问题。本文基于作者团队前期关于小麦磷高效利用的研究基础,首先剖析了土壤磷素利用效率低下的原因,梳理了小麦及其他作物实现磷素高效吸收利用的5条关键途径:根系形态重塑、根际微生物互作、有机酸分泌、体内磷再分配以及基因表达调控,并深入阐述了小麦高亲和磷转运蛋白基因(TaPHT1s)的分类与功能特性。其次,详细介绍了磷素吸收效率与利用效率的计算方法,剖析了正向遗传学在定位与克隆小麦磷高效基因时进展缓慢的制约因素,同时阐述了利用反向遗传学手段挖掘出的磷高效候选基因。在分子调控机制层面,着重探讨了小麦磷信号转导通路中转录因子TaPHR1、TaMYB4等的功能。最后,从小麦磷高效精准表型组高通量的研发、花后体内磷再分配关键PHTs基因的精准鉴定,以及全基因组测序与高通量芯片技术的综合应用等方面,对小麦磷高效利用研究的未来发展方向进行展望。 展开更多

关键词 小麦 磷高效 高亲和磷转运蛋白 信号通路

在线阅读 下载PDF 职称材料

拟南芥高亲和性K^+载体蛋白基因cDNA克隆及其序列特征分析 被引量：3

2

作者 王丽 张俊莲 +5 位作者 张金文 刘玉汇 白江平 余斌 杨宏羽 王蒂 《草业学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期230-238,共9页

以NaCl胁迫处理的拟南芥幼苗叶片为材料,用RNA提取试剂盒抽提总RNA,通过RT-PCR技术和DNA序列测定分析,证实获得了拟南芥高亲和性K+载体蛋白基因(AtHKT1)的cDNA序列。该cDNA全长1521bp,包括506个氨基酸和1个终止密码子序列,且与原序列(ac... 以NaCl胁迫处理的拟南芥幼苗叶片为材料,用RNA提取试剂盒抽提总RNA,通过RT-PCR技术和DNA序列测定分析,证实获得了拟南芥高亲和性K+载体蛋白基因(AtHKT1)的cDNA序列。该cDNA全长1521bp,包括506个氨基酸和1个终止密码子序列,且与原序列(accession number AF237672)同源性为99.34%,但与其他科植物HKT1基因同源性较低,注册该基因到GenBank中,注册号为AY685182。利用生物信息学相关软件分析预测AtHKT1基因蛋白质功能和结构,结果发现,该蛋白分子量为57.45kD,理论等电点为9.33;氨基酸序列中第1～40个氨基酸属信号肽序列;第152～500个氨基酸属Trk H阳离子转运体蛋白保守结构域,并存在蛋白激酶C,酪氨酸蛋白激酶,依赖cAMP/cGMP蛋白激酶磷酸化,糖基化和豆蔻酰化等功能位点;该基因编码的蛋白有10个跨膜结构,N末端、C末端及中部等多个跨膜区具疏水性,符合载体类运输蛋白特点。表明本研究获得了拟南芥AtHKT1基因。 展开更多

关键词 拟南芥 高亲和性K^+载体蛋白 RT—PCR技术 生物信息学分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同温度型小麦K^+吸收动力学特征及其盐胁迫效应 被引量：2

3

作者 张纪涛 韩坤 +1 位作者 王林权 李翠 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期1-9,共9页

本试验采用吸收动力学方法结合药理学方法,研究了NR9405(暖型)、小偃六号(中间型)、RB6和陕229(冷型)等4种不同温度型小麦幼苗(14 d)K+的高亲和和低亲和吸收特征。结果表明:1)在0～50mmol/L的K+浓度范围内,K+吸收可分为0～1和1～50mmol/... 本试验采用吸收动力学方法结合药理学方法,研究了NR9405(暖型)、小偃六号(中间型)、RB6和陕229(冷型)等4种不同温度型小麦幼苗(14 d)K+的高亲和和低亲和吸收特征。结果表明:1)在0～50mmol/L的K+浓度范围内,K+吸收可分为0～1和1～50mmol/L两个阶段,均可用米氏方程描述;2)对于高亲和吸收系统(0～1mmol/L),冷型小麦具有高的饱和吸收率Imax[42.46～43.12μmol/(h.g),RDW]和亲合系数Km(0.430～0.432mmol/L),暖型小麦(NR9405)和小偃六号具有较低的Imax[33.57～35.38μmol/(h.g),RDW]和Km(0.332～0.353mmol/L),抑制低亲和系统后增加了4种小麦的高亲和转运载体数量,降低了冷型小麦对K+的亲和力,但对NR9405和小偃六号的Km值影响较小;3)抑制高亲和吸收后,低亲和系统的Imax和Km均增加;4)在盐胁迫下,K+高亲和和低亲和吸收系统均受到抑制,小麦幼苗K+吸收能力均显著降低,暖型小麦NR9405和小偃六号的高亲和系统Km几乎不受盐胁迫的影响,而冷型小麦的Km值因盐胁迫而降低。因此,在盐胁迫下高亲和吸收系统的稳定性可能是影响暖型小麦耐盐性的一个重要因素。这对小麦耐盐性研究及耐盐品种选育均具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 Na+胁迫 K+吸收动力学 K+高亲和吸收 K+低亲和吸收 温度型小麦

在线阅读 下载PDF 职称材料

1个玉米高亲和K^+转运体HKT的生物信息学分析

4

作者 陈靓靓 罗为桂 +1 位作者 刘清 苏益 《湖南农业科学》 2012年第10期22-24,28,共4页

植物HKTs具有Na(+或K+)单向运输或Na+-K+共转运功能。利用各种生物信息学工具分析了1个从玉米中获得的HKT的氨基酸序列,并预测了其功能。结果表明:目标蛋白属于HKT的亚家族I,与OsHKT1;5和TaHKT1;5蛋白进化关系较近,命名为ZmHKT1;5。该... 植物HKTs具有Na(+或K+)单向运输或Na+-K+共转运功能。利用各种生物信息学工具分析了1个从玉米中获得的HKT的氨基酸序列,并预测了其功能。结果表明:目标蛋白属于HKT的亚家族I,与OsHKT1;5和TaHKT1;5蛋白进化关系较近,命名为ZmHKT1;5。该蛋白呈弱碱性,疏水性较强,具有8个跨膜结构,其二级结构含58.67%α螺旋(H),7.07%β折叠(E)和34.26%无规卷曲(L),三级结构为典型的膜蛋白。推测该蛋白可能具有Na+选择性并在玉米的耐盐机制中起作用。 展开更多

关键词 生物信息学 玉米 高亲和K+转运体 耐盐

在线阅读 下载PDF 职称材料

植物吸收硝态氮的分子生物学进展 被引量：21

5

作者 童依平 蔡超 +2 位作者 刘全友 李继云 李振声 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期433-440,共8页

植物吸收NO-3分为高亲和力(HATS,high affinitynitratetransportsystem)和低亲和力(LATS,low affinitynitratetransportsystem)转运系统。这两个系统的编码基因均已被克隆,其中HATS由NRT2基因家族和NAR2基因家族共同编码,LATS由NRT1基... 植物吸收NO-3分为高亲和力(HATS,high affinitynitratetransportsystem)和低亲和力(LATS,low affinitynitratetransportsystem)转运系统。这两个系统的编码基因均已被克隆,其中HATS由NRT2基因家族和NAR2基因家族共同编码,LATS由NRT1基因家族编码。本文比较详细地介绍了这些转运蛋白的结构和功能以及在这方面的最新进展,概要性地介绍了这些基因的表达调控;同时摘要点评了该研究领域中还没有解决的一些问题。 展开更多

关键词 高等植物 硝酸根 高亲和力硝酸根转运蛋白 低亲和力硝酸根转运蛋白

在线阅读 下载PDF 职称材料

植物钾吸收的分子水平研究 被引量：9

6

作者 化党领 介晓磊 +2 位作者 韩锦锋 谭金芳 郭天财 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期377-383,共7页

本文从钾离子通道、高亲和力K+ 转运体和H+ -ATP酶等 3方面综述了K+ 营养的分子生物学、生理生化等的研究结果。植物钾吸收与这 3类转运蛋白的关系极为密切。主要论述K+ 转运体和K+ 通道及其介导高低亲和力钾吸收方面的作用 ,以及 3类... 本文从钾离子通道、高亲和力K+ 转运体和H+ -ATP酶等 3方面综述了K+ 营养的分子生物学、生理生化等的研究结果。植物钾吸收与这 3类转运蛋白的关系极为密切。主要论述K+ 转运体和K+ 通道及其介导高低亲和力钾吸收方面的作用 ,以及 3类转运蛋白的调节 ,蛋白的表达 ,调节影响K+ 展开更多

关键词 植物 钾吸收 分子水平研究 钾离子通道 高亲和力转运体 H^+-ATP酶

在线阅读 下载PDF 职称材料

调控黑曲霉葡萄糖转运系统增强柠檬酸的合成 被引量：2

7

作者 殷娴 李江华 +2 位作者 刘龙 堵国成 陈坚 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期59-65,共7页

柠檬酸是目前世界上需求量最大的有机酸,年产量达到170万吨,主要由黑曲霉进行深层有氧发酵来生产。强化葡萄糖的吸收是增强柠檬酸合成的重要策略。对黑曲霉基因组中预测到的葡萄糖转运蛋白进行进化树分析和多序列比对,鉴定到与KlHGT1亲... 柠檬酸是目前世界上需求量最大的有机酸,年产量达到170万吨,主要由黑曲霉进行深层有氧发酵来生产。强化葡萄糖的吸收是增强柠檬酸合成的重要策略。对黑曲霉基因组中预测到的葡萄糖转运蛋白进行进化树分析和多序列比对,鉴定到与KlHGT1亲缘关系较近的高亲和力葡萄糖转运蛋白基因,其编码的蛋白质序列含11个跨膜区,命名为AnHGT1。在葡萄糖限制性培养基上进行生长测定,发现HGT1转化子的菌落直径比H915-1增加了50%~150%。通过在发酵后期添加30 g/L葡萄糖,发现HGT1的葡萄糖消耗速率比H915-1快12 h。最终HGT1转化子的柠檬酸产量比野生型菌株H915-1增加14.7%,发酵时间减少6 h,最大比产酸速率增加了29.5%。 展开更多

关键词 高亲和力葡萄糖转运蛋白 HGT1 柠檬酸 黑曲霉

在线阅读 下载PDF 职称材料

植物高亲和性钾离子转运系统 被引量：3

8

作者 苏益 蔺万煌 马立英 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2010年第13期6646-6648,共3页

钾是植物生存的必需元素,而K+必须从细胞外摄取以满足植物自身的生理需要。植物K+吸收可分为高亲和吸收与低亲和吸收,其中植物高亲和性K+转运体包括HAKs和HKTs。在普遍缺钾的陆生环境中,HAKs和HKTs在转运K+时发挥了主要作用。主要综述了... 钾是植物生存的必需元素,而K+必须从细胞外摄取以满足植物自身的生理需要。植物K+吸收可分为高亲和吸收与低亲和吸收,其中植物高亲和性K+转运体包括HAKs和HKTs。在普遍缺钾的陆生环境中,HAKs和HKTs在转运K+时发挥了主要作用。主要综述了这2个转运体的功能、转运机制和最新研究进展。 展开更多

关键词 钾离子吸收 高亲和性 转运体

在线阅读 下载PDF 职称材料

高亲和钾转运体在植物抗盐中的作用 被引量：5

9

作者 赵畅 张淼 +1 位作者 李法莲 邵群 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2007年第12期3470-3474,共5页

土壤盐渍化是导致作物减产的一项重要原因,Na+对大多数作物是有害的,而钾是植物不可缺少的营养成分,植物根系在外界低钾条件下主要通过高亲和性系统吸收K+。介绍了高亲和钾转运体Trk/HKT和KUP/HAK/KT 2大家族的结构和功能。主要讨论了... 土壤盐渍化是导致作物减产的一项重要原因,Na+对大多数作物是有害的,而钾是植物不可缺少的营养成分,植物根系在外界低钾条件下主要通过高亲和性系统吸收K+。介绍了高亲和钾转运体Trk/HKT和KUP/HAK/KT 2大家族的结构和功能。主要讨论了当植物处于K+饥饿及盐胁迫下,2大家族在改善植物钾营养、提高植物耐盐性方面的作用。 展开更多

关键词 高亲和性钾转运体 Trk/HKT KUP/HAK/KT K^+ Na^+均衡 抗盐

在线阅读 下载PDF 职称材料

花生高亲和硝酸盐转运蛋白基因家族生物信息学分析 被引量：1

10

作者 王娟 石大川 +9 位作者 陈皓宁 吴丽青 闫彩霞 陈静 赵小波 孙全喜 苑翠玲 牟艺菲 单世华 李春娟 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期316-323,共8页

氮素利用效率(nitrogen utilization efficiency,NUE)是影响花生产量的重要因素之一。基于前期产量相关性状全基因组关联分析锚定到的一个候选基因,属于花生高亲和硝酸盐转运蛋白(nitrate transporter 2,NRT2)基因家族。本研究利用栽培... 氮素利用效率(nitrogen utilization efficiency,NUE)是影响花生产量的重要因素之一。基于前期产量相关性状全基因组关联分析锚定到的一个候选基因,属于花生高亲和硝酸盐转运蛋白(nitrate transporter 2,NRT2)基因家族。本研究利用栽培种花生全基因组和不同组织的转录组信息,对NRT2家族成员进行了全基因组鉴定与表达模式分析。共鉴定到10个NRT2基因家族成员,染色体定位分析结果显示这些基因不均匀地分布在20条染色体上。其中,3号(AhNRT2.5c)和13号(AhNRT2.5b)染色体,6号(AhNRT2.7b)和16号(AhNRT2.7a)染色体上的基因成员存在同源关系。AhNRT2.4,AhNRT2.5a,AhNRT2.5b和AhNRT2.5c四个基因在根组织中表达量较高,表明这些NRT2基因在根系中发挥重要作用。该结果为进一步研究花生NRT2基因家族及在氮转运过程中的作用机制提供了理论依据。 展开更多

关键词 栽培种花生 高亲和硝酸转运蛋白 基因功能鉴定 表达模式分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

商陆PaHAK1与拟南芥HAK/KUP/KT家族基因的比较分析 被引量：2

11

作者 谭鹏 邓雯韬 +2 位作者 田宇 苏益 蔺万煌 《湖南农业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期490-495,共6页

为探明商陆高亲和性K+转运体基因(Pa HAK1)的结构、功能及商陆耐低钾的原因,分析比较了商陆Pa HAK1和拟南芥HAK/KUP/KT家族基因中15个基因编码的高亲和性钾离子转运体氨基酸序列、蛋白质结构及其理化性质。结果表明:HAK基因家族编码蛋... 为探明商陆高亲和性K+转运体基因(Pa HAK1)的结构、功能及商陆耐低钾的原因,分析比较了商陆Pa HAK1和拟南芥HAK/KUP/KT家族基因中15个基因编码的高亲和性钾离子转运体氨基酸序列、蛋白质结构及其理化性质。结果表明:HAK基因家族编码蛋白均定位于细胞膜上,含有多个跨膜结构且跨膜结构域是蛋白质的保守结构域;Pa HAK1与At KUP3的跨膜结构十分相似,低钾胁迫下Pa HAK1和At KUP3的高表达与其高亲和钾转运吸收功能密切相关。系统进化树分析结果表明,Pa HAK1与拟南芥HAK基因家族中At KUP8亲缘关系最近,其氨基酸序列相似度为76.98%,推测Pa HAK1还可能通过维持细胞内高水平钾量在水分胁迫下发挥重要的调节作用。 展开更多

关键词 商陆 拟南芥 PaHAK1 HAK/KUP/KT 高亲和性钾离子转运体 生物信息学分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

HKT在植物离子稳态和响应非生物逆境胁迫中的作用 被引量：1

12

作者 杨小涵 伍国强 +1 位作者 魏明 王北辰 《草业学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期190-202,共13页

K^(+)在植物生长发育及抵御非生物胁迫中扮演着重要角色。高亲和性K^(+)转运蛋白(high-affinity K^(+)transporter,HKT)是最重要的阳离子转运蛋白家族之一,广泛参与植物K^(+)和Na^(+)吸收与转运。大量研究表明,HKT家族基因表达受Ca^(2+... K^(+)在植物生长发育及抵御非生物胁迫中扮演着重要角色。高亲和性K^(+)转运蛋白(high-affinity K^(+)transporter,HKT)是最重要的阳离子转运蛋白家族之一,广泛参与植物K^(+)和Na^(+)吸收与转运。大量研究表明,HKT家族基因表达受Ca^(2+)、腐植酸和胞嘧啶甲基化等调控;其介导植物体内Na^(+)长距离运输以及维持K^(+)和Mg^(2+)稳态平衡,在植物抗逆性中发挥着关键作用。本研究对HKT家族的发现、结构与分类、生物学功能、表达与调控机制及其响应非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对其未来研究方向进行展望,以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。 展开更多

关键词 高亲和性K+转运蛋白 Na^(+)/K^(+)平衡 离子稳态 Na+长距离运输 耐盐性

在线阅读 下载PDF 职称材料

高亲和性镍钴转运系统的研究进展

13

作者 任翔宇 《安徽农业科学》 CAS 2013年第8期3327-3330,共4页

镍作为生物体必需的微量元素,存在于一些与能量和氮代谢相关的金属酶中。钴主要参与维生素B12的合成,再进一步被含维生素B12的酶利用。由于环境中只存在微量的镍和钴,生物体为满足其对镍和钴的需求,形成了高亲和性的镍钴吸收系统。目前... 镍作为生物体必需的微量元素,存在于一些与能量和氮代谢相关的金属酶中。钴主要参与维生素B12的合成,再进一步被含维生素B12的酶利用。由于环境中只存在微量的镍和钴,生物体为满足其对镍和钴的需求,形成了高亲和性的镍钴吸收系统。目前对微生物的研究中发现,高亲和性镍和钴的吸收主要依赖于ABC(ATP-binding cassette)转运家族和其他一些次级转运蛋白(secondary transport-ers)。文中对这两方面的研究进展进行了综述,并对其末来研究发展进行了展望。 展开更多

关键词 高亲和性 镍钴转运蛋白 NikABCDE NiCoT

在线阅读 下载PDF 职称材料

植物盐响应机制研究进展

14

作者 宋楠 张潇文 +8 位作者 李艳虹 张晓军 李欣 张树伟 陈芳 常利芳 郭慧娟 乔麟轶 畅志坚 《陕西农业科学》 2023年第2期101-104,共4页

土壤盐渍化严重影响植物生长和发育,主要表现在对植株根部的渗透胁迫和对地上部的离子毒性。提升植物本身的耐盐性则有助于改良利用盐渍化土壤。本文综述了植物在细胞水平和生理水平对盐胁迫的响应过程,涉及植株对Na^(+)的感知以及因高... 土壤盐渍化严重影响植物生长和发育,主要表现在对植株根部的渗透胁迫和对地上部的离子毒性。提升植物本身的耐盐性则有助于改良利用盐渍化土壤。本文综述了植物在细胞水平和生理水平对盐胁迫的响应过程,涉及植株对Na^(+)的感知以及因高浓度Na++导致的渗透胁迫、光合作用减弱以及根部结构改变,并阐述了HKT1转运蛋白介导的耐盐分子机制,为深入理解植物响应盐胁迫机制提供参考。 展开更多

关键词 盐响应 渗透调节 光合作用 HKT转运蛋白

在线阅读 下载PDF 职称材料