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小麦TaHAK9基因的克隆、生物信息学分析及低温应答特征研究

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小麦是我国主要的粮食作物,近年来,随着全球气候变暖趋势的加剧,极端天气事件的发生频率显著增加,对小麦的产量和品质造成了严重威胁。钾离子通过参与光合作用、调节渗透压和膨压及提高酶活性等方面,显著增强植株对非生物胁迫的耐受性。钾转运蛋白(HAK/KUP/KT)家族成员通过调控钾离子动态平衡来提高植株在逆境胁迫下的耐受性。本研究通过对TaHAK9基因的生物信息学进行分析,并利用qRT-PCR技术对低温胁迫下TaHAK9的表达模式进行分析。结果显示:TaHAK9基因cDNA全长3217 bp,包含7个外显子和6个内含子,编码782个氨基酸,具有12个跨膜结构,属于跨膜蛋白;分子式为C3974H6206N1032O1083S42,蛋白质分子量为87.12 kDa,原子总数为12337,等电点为7.87,不稳定性指数为38.74,为稳定蛋白;脂肪指数为105.41;总平均亲水性为0.338,为疏水性蛋白。TaHAK9在根系、叶片和穗中高表达。低温胁迫后,TaHAK9在根系和叶片中表达显著上调,参与应答低温胁迫。

Wheatserves as a principal cereal crop in China. In recent years, the increasing trend of global warming has significantly amplified the frequency of extreme weather events, posing severe threats to wheat yield and quality. Potassium ions notably enhance plant tolerance to abiotic stress by participating in photosynthesis, regulating osmotic and turgor pressures, and improving enzymatic activity. Members of the potassium transporter (HAK/KUP/KT) family enhance plant stress tolerance through modulation of potassium ion homeostasis. This study conducted bioinformatics analysis of TaHAK9 gene and investigated its expression patterns under low-temperature stress using qRT-PCR technology. Results demonstrated that: The TaHAK9 gene contains a cDNA sequence of 3,217 bp with 7 exons and 6 introns, encoding 782 amino acids. The encoded protein possesses 12 transmembrane domains, classifying it as a transmembrane protein. Its molecular formula is C3974H6206N1032O1083S42, with a molecular weight of 87.12 kDa, total atom count of 12,337, isoelectric point of 7.87, instability index of 38.74 (indicating stability), aliphatic index of 105.41, and grand average of hydropathicity of 0.338, characterizing it as a hydrophobic protein. TaHAK9 exhibited high expression levels in roots, leaves, and spikes. Following low-temperature stress, TaHAK9 expression showed significant upregulation in roots and leaves, demonstrating its involvement in low-temperature stress response mechanisms.

张晨阳、徐渴、胡计杰、赵勇、张树华、杨学举

河北农业大学农学院,华北作物改良与调控国家重点实验室,华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室,保定 071000河北农业大学农学院,华北作物改良与调控国家重点实验室,华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室,保定 071000河北农业大学农学院,华北作物改良与调控国家重点实验室,华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室,保定 071000河北农业大学农学院,华北作物改良与调控国家重点实验室,华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室,保定 071000河北农业大学农学院,华北作物改良与调控国家重点实验室,华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室,保定 071000河北农业大学农学院,华北作物改良与调控国家重点实验室,华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室,保定 071000

农作物生物科学研究方法、生物科学研究技术分子生物学植物学

小麦钾转运蛋白aHAK9生物信息学分析低温胁迫

WheatPotassium transporter proteinTaHAK9Bioinformatics analysisLow temperature stress

张晨阳,徐渴,胡计杰,赵勇,张树华,杨学举.小麦TaHAK9基因的克隆、生物信息学分析及低温应答特征研究[EB/OL].(2025-05-30)[2025-06-04].http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202505-172.点此复制

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