煙草NtNHX1-3基因的克隆及表達特性

高玉龍，宋中邦，李梅云，李文正，王丙武，李永平

(云南省煙草農業(yè)科學研究院，煙草行業(yè)煙草生物技術育種重點實驗室，國家煙草基因工程研究中心，昆明650021)

植物NHX(Na+,K+/H+exchanger)是植物細胞重要的跨膜離子轉運蛋白，在建立和維持細胞內離子及pH梯度中發(fā)揮重要的功能[1]。NHX反向轉運蛋白主要負責單價陽離子/H+逆向轉運，有助于細胞內Na+和K+的動態(tài)平衡[2]。NHX蛋白將一價陽離子Na+或K+從胞質轉移到液泡中，同時將H+轉運到細胞質，這個過程還需要H+移位酶、H+-ATPase和H+-PPiase參與[3]。

NHXs普遍存在于所有真核生物中，在植物抵抗非生物和生物脅迫中起著重要作用，如提高耐鹽[4-5]、耐冷[6]、抗干旱[7]及抗病性[8]等能力。NHX耐鹽性研究最為廣泛，過表達擬南芥AtNHX1基因[5]、綠豆VrNHX1基因[9]、小麥TaNHX2基因[4]，均可提高轉基因植株的耐鹽性。NHX基因過表達可以在液泡中分配更多的Na+被認為是NHX蛋白增加植物耐鹽性的生理機制[10]。在番茄中過表達AtNHX1可以顯著提高番茄鉀離子含量及耐鹽性[11]，在落花生[12]、柳枝稷[13]、菊花[14]中也獲得同樣的結果。

煙草是中國重要的經濟作物，煙葉品質是決定煙葉價格的重要因素。鉀被認為是煙草的品質元素，鉀含量是評價煙葉品質優(yōu)劣的重要指標之一。煙葉鉀含量提高可以改善煙葉的組織結構，使煙葉結構細膩，而且還能提高煙葉外觀色澤，使煙葉呈深橘黃色，香氣足，吃味好，富有彈性和韌性，填充性增強。鉀還可以增強煙葉糖類、色素類、芳香類物質的合成積累。另外，中國土壤鹽漬化日益加重，培育耐鹽漬化煙草品種可以增加煙草種植面積。……