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转EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因烟草促进钾离子吸收的生理机制
  • ISSN号:0496-3490
  • 期刊名称:作物学报
  • 时间:0
  • 页码:1752-1759
  • 语言:中文
  • 分类:S572[农业科学—烟草工业;农业科学—作物学]
  • 作者机构:[1]西北农林科技大学农学院,712100, [2]农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程/农业部作物遗传育种重点开放实验室/中国农业科学院作物科学研究所,北京100081
  • 相关基金:本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2008AA10Z124和2006AA10A111)和国家自然科学基金项目(30700508)资助.
  • 相关项目:小麦HSP90在ERF介导的信号传递网络中的作用机制及其功能
中文摘要:

钾是植物生长必须的重要矿质元素,提高作物对钾的吸收是提高作物产量的重要途径。本研究以前期遗传转化披碱草EdHP1(H+-pyrophosphatase)基因的烟草为材料,在低钾处理条件下比较了转基因烟草和野生型烟草的生理特性。结果显示,在低钾条件下,野生型烟草体内K+积累量只相当于转基因烟草的62.9%。野生型烟草的总根长、总根表面积、总根体积明显低于转基因烟草(P〈0.05),分别为转基因烟草的72.9%、68.1%和60.6%。在不同直径根系(0.5~2.0、2.5~4.5、〉4.5mm分别为细根、中等根和粗根)中,细根发育差异最大,野生型烟草为转基因烟草的72.9%。低钾条件下,转基因烟草根系活力是野生型烟草的1.2倍,野生型烟草根系焦磷酸化酶活力相当于转基因烟草的46.4%,根部游离IAA含量相当于转基因烟草的66.2%。通过非损伤方法测定根部K+和H+流速结果显示,在根系表面积相似情况下,低钾条件下野生型烟草外排钾速率显著高于转基因烟草,而氢离子外排速率显著低于转基因烟草。综上所述,发达的根系和较高的K+转运体活性综合作用显著提高了转基因烟草根部对K+的吸收。

英文摘要:

Potassium is necessary for plant growth and enhancing uptake of potassium is important to improve crop yield, In this study, previous transgenic tobacco transformed with Elymus dahuricus EdHP1 (H^+-pyrophosphatase) was used to compare the physiological characteristics between transgenic tobacco and wild type tobacco. The results showed that under starvation of potassium, the content of K^+ accumulated in wild-type tobacco was 62.9% of that in transgenic tobacco, and the total root length, total root surface area, and total root volume in wild type tobacco were observably lower than those in transgenic tobacco (P〈0.05), with the decrease of 72.9%, 68.1%, and 60.6%, respectively. In addition, in different root systems of fine roots (diameter=-0.5-2.0 mm), middle roots (diameter = 2.5-4.0 ram) and coarse roots (diameter〉4.5 mm), fine roots were biggest different between transgenic and wild type tobacco which fine roots were 72.9% of those in transgenic tobacco. The activity of root system in transgenic tobacco was 1.2 times as high as that in wild type tobacco. The activity of H^+-pyrophosphatase and the content of free IAA in wide-type tobacco were only 46.4% and 66.2% of those in transgenic tobacco respectively. The results of non-destructive ion flux measurement showed that under starvation of potassium the efflux of K^+ from wild type tobacco was observably higher than that from transgenic tobacco, but inverse result was found efflux of H^+ with similarly total root surface area of transgenic tobacco and wild type tobacco. Two physiological mechanisms containing well-developed root system and higher activity of K^+ transporters enhanced uptake of potassium in EdHP1 transgenic tobacco plants.

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期刊信息
  • 《作物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所
  • 主编:万建民
  • 地址:北京海淀区中关村南大街12号中国农业科学院
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zwxb301@caas.cn
  • 电话:010-82108548
  • 国际标准刊号:ISSN:0496-3490
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1809/S
  • 邮发代号:82-336
  • 获奖情况:
  • 2002年-第三届中国科协优秀科技期刊二等奖,2002-2009年-百种中国杰出学术期刊,2004年获“全国优秀期刊一等奖”,2005年获第三届国家期刊奖提名奖,2009年评为“2008年度中国精品科技期刊”,2009年被评为“新中国60年有影响力的期刊”,2011年获"第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49369