转基因棉花对钾的吸收利用研究

棉花钾需求高，利用能力偏低，另外我国钾肥资源缺乏而且NPK施用比例长期严重失衡，导致棉田土壤钾严重亏缺。植物基因工程技术的发展使钾转运基因的研究日益深入和成熟。运用转基因技术将钾运输基因定向导入棉株中，是改良棉花钾营养、促进钾转运机制分子研究的有效途径。另一方面，转基因技术的发展确实使棉花品种改良技术有了质的飞跃，转Bt抗虫基因棉花被迅速商用性推广的同时也带来了生长特性变异等负面问题，给农业生产提出新的难题。其中缺钾敏感是Bt棉品种的突出缺陷。国内棉田土壤已经钾亏缺严重，Bt棉钾敏感性无疑是雪上加霜，为充分发挥转基因棉的优越性，其钾营养特性变化的深入探索势在必行。 本文以已推广的转Bt基因棉品种（苏抗103）和处于实验阶段的转钾离子通道基因（KAT1）棉花株系为材料，从钾营养角度来探讨目的基因对受体植株生长发育的直接与间接影响，以丰富植物吸钾的分子机制研究以及为抗虫棉生产的合理施肥提供科学依据。 通过对转Bt基因棉花（苏抗103）和受体棉（苏棉12）在不同钾水平下的钾离子伤流速率、在不同竞争性阳离子的存在下根系的钾吸收动力学特征以及水培条件下棉苗中钾素的累积分布特点进行分析比较，证明了Bt抗虫基因的导入导致棉株根系对钾的吸收能力和往地上部的转运能力增强；钾累积部位发生变化，倾向于在茎柄部积累，根部钾含量低；在竞争性阳离子的存在下，根系对钾的选择性并没有改变。 然而比较两者在不同浓度盐胁迫条件下的钾钠离子转运、累积分布以及它们SOD活性和H2O2含量变化，观察到，受盐胁迫时Bt棉对钾的向上运输选择性减弱，地上部钠积累偏多，耐盐性减弱；SOD活性受盐胁迫影响，下降显著，超氧自由基的清除能力可能受到影响。本文的结果表明，与常规棉花有所不同，Bt棉可能不太适宜在盐碱土壤上种植。 在土培和水培条件下，对转钾通道基因棉花植株进行全生育期的生长记录和采样分析、不同钾矿吸收利用及根系钾离子外流和吸收动力学等一系列实验，结果表明钾离子通道基因的导入使棉花的生长性状，植株体内钾钠吸收和积累特点，根系钾吸收能力发生了明显的变化，而且两个转基因株系之间也存在差异。钾离子通道 转基因棉花对钾的吸收利用研究 基因的导入加速棉花初期营养生长，却使生殖生长延后，第一次现蕾茎节位上升， 而且转基因棉花的根系钾离子外流速率下降，低钾条件下根系吸钾能力提高。Cl与 CZ两株系都表现了在地上部钾积累偏多，但具体部位又有所不同。Cl株系倾向在茎 积累较多的钾离子，对钠选择性低;C2株系茎叶两部位的钾离子积聚都比受体棉 多。由此推测所导入的钾通道基因在Cl、CZ植株茎叶细胞中起作用.