烟草钾离子通道基因NKT5的克隆和序列分析

本研究运用已经获得的1条490bp的普通烟草钾离子(K^+)通道基因的中间片段来设计特异性引物,应用RACE方法获得其3'和5'末端cDNA序列。通过三段cDNA序列拼接结合全长克隆测序验证,获得一个未报道的普通烟草K^+通道基因,并将其命名为NKT5(NCBI登录号为HM010922)。NKT5的cDNA全长为2365bp,其中5'端非编码区190bp、3'端非编码区249bp、编码区1926bp,编码641AA。对该基因进行了序列分析及功能预测,为进一步阐明其在烟草吸钾及抗逆过程中的功能及分子机制奠定了基础。

烟草钾离子通道及转基因烟草抗逆性的研究进展

钾离子通道蛋白是烟株吸收土壤中钾离子的重要通道蛋白,能明显改善烟草的品质和提高烟株的抗逆性,因此研究转钾离子通道基因烟草具有广阔的应用前景。采用载体介导法和DNA直接摄取法等向烟草中导入高效吸收积累型钾离子通道基因,烟株的吸钾量明显增加,而且烟株的抗逆性也显著增强,因此转钾离子通道等相关抗逆基因已经成为改良烟草抗逆境胁迫的新途径。笔者对烟草钾离子通道、转化方法以及烟草转相关抗逆基因的研究现状及进展进行综述,为建立烟草钾高效和抗逆体系提供参考。

烟草钾离子通道研究进展

K+通道是烟草吸收K+的重要途径之一。近年来,已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离到多种K+通道基因。笔者从K+通道基因类型、K+通道基因的克隆与功能、K+吸收机制和K+通道分子调控技术等方面综述了烟草K+通道研究现状与进展。对应用生物工程技术改良烟草的钾营养性状进行了讨论,并对利用现代生物技术手段提高烟叶含钾量进行了展望。

普通烟草K^+通道基因NKT4的克隆、序列和表达分析

通过比对拟南芥、胡萝卜、番茄和马铃薯的K+通道氨基酸序列得到了保守序列,设计1对简并引物,利用RT-PCR获得3条490bp的普通烟草K+通道基因中间片段。以其中一条中间片段设计特异性引物,应用RACE方法得到5′末端和3′末端cDNA序列。通过拼接并结合全长克隆及测序验证,获得一个未报道的普通烟草K+通道基因,并将其命名为NKT4(Gen-Bank登录号为FJ233071)。NKT4的cDNA全长为2937bp,其中5′非编码区45bp、编码区2679bp、3′非编码区213bp;编码区编码892个AA。构建了一个烟草、拟南芥及相关植物K+通道蛋白的系统进化树。基因表达分析表明,NKT4主要在烟草主根和侧根中表达,在烟草叶中也有少量表达。