筇竹钾离子通道QtSKOR1基因的克隆及表达分析

【目的】外向整流型钾离子通道SKOR(Stelar K+outward rectifier)家族是参与植物钾离子转运和分配的重要通道,且K+在植物生理过程和响应非生物胁迫中有决定性作用。旨在研究外向整流型钾离子通道SKOR在富含钾元素的筇竹(Qiongzhuea tumidinoda)发育及受到盐胁迫过程中的功能。【方法】利用RACE技术从筇竹的幼苗中获得SKOR基因并命名为QtSKOR1(基因号:MT078984),并对其进行生物信息分析及表达特征分析。【结果】QtSKOR1基因开放阅读框(1923 bp)编码了641个氨基酸。QtSKOR1蛋白存在环核苷酸(cNMP)和锚蛋白重复结构域(ANK)属于Shake亚家族,其相对分子质量为157.27 kD,理论等电点为4.94,含有3个跨膜区但不存在信号肽,属于疏水性蛋白。亚细胞定位分析表明QtSKOR1蛋白主要定位于线粒体(30.4%)和细胞质(26.1%)中。同源分析和进化分析显示,QtSKOR1与二穗短柄草(Brachypodium distachyum)和玉米(Zea mays)的同源性较高,分别为89.06%和87.91%。qPCR结果显示,QtSKOR1基因在筇竹所有组织中均有表达,且表达量从高到低依次为叶、根、茎、笋。与对照相比,随着钾胁迫时间的增加,QtSKOR1的表达量在根中显著增加,而在茎叶中显著降低。随着钠胁迫时间的增加,QtSKOR1的表达量在根茎叶中均呈下降趋势。【结论】QtSKOR1基因属于Shake亚家族,均参与了筇竹各个组织特别是叶的钾运输。同时,在钾胁迫下QtSKOR1基因在根中发挥了积极作用。