水稻钾转运蛋白OsHAKb生理功能初探(2)
定的高亲和性K+转运体可以分为 4 大类:分别是 KUP/HAK/KT 家族、HKT/Trk（K+/Na+共转运体）、CHX（阳离子/H+反向转运体）和 KEA（K+/H+反向转运体）;二是外界 K+浓度高于 0.5~1.0mmol/L 条件下起作用的低亲和钾转运机制(low affinity K+ transport mechanism)，在 50mmol/L 时达到饱和,主要由 K+
通道负责，根据这些 K+通道蛋白的序列特征，可将它们分为 3个钾离子通道家族:Shaker家族、TPK 家族和 Kir-like家族[2]。 KUP/HAK/KT是植物钾离子转运载体四个家族中成员最多的一个家族[6]
，为H+/K+同向转运载体[7]，在植物中广泛分布。目前研究表明， KUP/HAK/KT 家族中部分成员
在文持植株地上部和地下部的 K+
稳态中具有重要作用：拟南芥 AtHAK5 基因在低钾胁
迫下表达上调、K+浓度恢复时表达量又下降[5]
；大麦 HvHAK1基因在根中特异性表达，当外源 K+供应中断时，它作为高亲和 K+转运载体其表达快速上调。另外，KUP/HAK/KT载体不仅介导植物在低钾胁迫中的钾吸收，还介导盐胁迫下 K+和Na+的吸收与转运[6]，参与调节植物的生长发育。
根据蛋白对离子的亲和性程度，KUP/HAK/KT 家族分为高亲和性钾转运体、低亲
和性钾转运体和双亲和性钾转运体 3类。其中，高亲和性钾转运体主要介导低钾胁迫下
植物对 K+的吸收；低亲和性钾转运体不受低钾胁迫的诱导，协助钾通道在外界高钾浓
度下的钾吸收；双亲和性钾转运体不仅具有高亲和性 K+
吸收能力，还参与 Na的吸收与转运[11][12][13]
。大部分 KT/HAK/KUP 转运家族的成员被预测定位在细胞质膜上[3][4]
，然而
目前这类转运蛋白的亚细胞定位的研究结果依然很少。目前已知的是，在钾饥饿处理下
AtHAK5会出现从内质网到质膜的部分重定位[8]
， OsHAK10在洋葱细胞中的瞬时表达定
位在液泡膜上[9]
，OsHAK21 定位在细胞膜上[10]。
OsHAKb是水稻 KUP/HAK/KT家族成员，其与 K+
结合后构象发生变化，将 K+
转运
过膜，因此，研究水稻 OsHAKb，有助于理解植物的钾营养吸收机制，对研究植物抗逆
性，调控植物生长发育具有重要的意义。
1 材料与方法
1．1 材料
1.1.1 植物材料
水稻日本晴野生型（WT）植株
水稻敲除突变体 oshakb-1
1.1.2 菌株与载体
E.coli（DH5α）大肠杆菌；p7T7 载体
1.1.3 主要试剂
10×TE缓冲液（pH8.0）
0.5M EDTA（pH8.0） 20 ml
1M Tris-HCl（pH8.0） 100 ml
dH2O 定容至 1 L
1.1.4 培养基
液体 LB培养基：蛋白胨（Tryptone）10 g，酵母提取物（Yeast extract）5 g，NaCl 10
g，去离子水定容至 1 L，121°C 高压灭菌 20 min。
固体 LB培养基：蛋白胨（Tryptone）10g，酵母提取物（Yeast extract）5 g，NaCl 10
g，琼脂12g，去离子水定容至 1 L，121°C 高压灭菌 20 min。
1．2 实验方法
1.2.1 水稻苗培养和低钾处理
将野生型水稻种子 NP 于水中漂洗，去除干瘪上浮的种子，将剩余质量较好的种子
放入网兜中，置于水中浸泡，于 37 ℃烘箱中放置 3-4 天，挑选萌发状况种子相似的种
子播进 96 孔板，用去离子水培养 7 天后去胚乳，每隔 3 天更换一次正常营养液。培养