TaHIPP32 与 TaHAK1 表达及小麦缺钾胁迫耐性的关系

钾是植物生长发育必需的三大营养元素之一.高亲和性钾转运蛋白(HAK)能加强植物在缺钾胁迫时钾的吸收和转运.本课题组前期研究发现,小麦TaHAK1基因在缺钾胁迫条件下显著上调表达,并筛选得到可能调控TaHAK1基因表达的上游转录因子基因TaHIPP32,但这两个基因在缺钾胁迫中的作用机制尚不清楚.本研究首先对TaHIPP32基因进行了系统发育和亚细胞定位分析,然后利用双荧光素酶验证TaHIPP32和TaHAK1基因的互作,并以河南省大面积推广的小麦品种百农207为试验材料,利用大麦条纹花叶病毒诱导基因沉默(BSMV-VIGS)技术分析缺钾胁迫处理下TaHIPP32基因沉默对小麦植株的影响.系统发育和亚细胞定位分析表明,TaHIPP32基因与水稻OsHIPP33基因的亲缘关系最近,且其编码的蛋白定位于细胞膜上.双荧光素酶试验表明,TaHIPP32蛋白能够与TaHAK1基因启动子互作.通过BSMV-VIGS技术瞬时沉默TaHIPP32基因,发现该基因沉默后,小麦植株对缺钾胁迫更为敏感,植株生长受到抑制,干重显著降低,丙二醛(MDA)含量显著提高;缺钾胁迫处理下,沉默TaHIPP32基因的植株中,TaHAK1和Ta-HIPP32基因的表达均被抑制,且植株体内钾元素从地下部到地上部的转移系数显著降低,说明TaHIPP32基因通过调节TaHAK1基因的表达来影响植株体内钾元素的转运.