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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1360
-
1368
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1360
-
1368
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1360
评述与展望
Reviews and Progress
植物
Shaker
家族钾离子通道研究进展
靳义荣
1,2
,
刘好宝
1
,
宋毓峰
1,2
,
董连红
1,2
,
白岩
1,2
,
张良
1,2
,
王倩
1
1.
中国农业科学院烟草研究所
,
青岛
, 266101
2.
中国农业科学院研究生院
,
北京
, 100081
通讯作者
:
wangqian2000_zb@163.com
作者
分子植物育种
, 2012
年
,
第
10
卷
,
第
49
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0049
收稿日期：
2012
年
07
月
11
日
接受日期：
2012
年
10
月
16
日
发表日期：
2012
年
11
月
10
日
这是一篇采用
Creative Commons Attribution License
进行授权的开放取阅论文。只要对本原作有恰当的引用
,
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件的使用与传播。
引用格式
(
中文
)
：
靳义荣等
, 2012,
植物
Shaker
家族钾离子通道研究进展
,
分子植物育种
(online) Vol.10 No.49 pp.1360-1368 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0049)
引用格式
(
英文
)
：
Jin et al., 2012, Progress of shaker-like potassium channel family in plants, Fenzi Zhiwu Yuzhong (online) (Molecular Plant Breeding) Vol.10 No.49
pp.1360-1368 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0049)
摘
要
钾在植物体中发挥着重要的生理功能。钾离子的吸收与转运需要多种膜结合蛋白。其中，钾离子通道是存在于植
物细胞质膜或液泡膜上的跨膜蛋白，介导着钾离子的跨膜转运。
Shaker
家族钾离子通道是人们认识较早且研究较为深入的一
类离子通道，它在维持植物体内钾离子平衡等方面发挥重要作用。本文主要从钾离子通道的基本概况、调控机制及其研究手
段等方面介绍植物的
Shaker
家族。
关键词
植物
; Shaker
家族
;
钾离子通道
;
调控机制性
Progress of Shaker-like Potassium Channel Family in Plants
Jin Yirong
1,2
, Liu Haobao
1
, Song Yufeng
1,2
, Dong Lianhong
1,2
, Bai Yan
1,2
, Zhang Liang
1,2
, Wang Qian
1
1. Tobacco Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Qingdao, 266101;
2. Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, 100081
Corresponding author, wangqian2000_zb@163.com ;
Authors
Abstract
Potassium plays a major physiological role in plants. The absorption and distribution of K
+
within the plant require the
presence of membrane-bound transport proteins. Potassium channel, one kind of transmembrane protein, mediates the membrane
transport of K
+
. Shaker family potassium channel has advanced to the best understood transport protein in plants, which plays a
crucial role in K
+
homeostasis in plant cells. This review focused on the general situation, regulation mechanism and research
methods of potassium channels.
Keywords
Plant, Shaker-like, Potassium channel, Regulation mechanism
研究背景
钾是植物生长发育所必需的矿质营养元素之
一。钾离子在细胞内可作为
60
多种酶的活化剂，参
与蛋白质及糖类的合成，同时也是构成细胞渗透势
的重要组分。在生产上，钾与农作物的产量及品质密
切相关。因此，深入研究钾元素的吸收、分配与利用
具有重要的意义。
作为植物体中含量最丰富的一价阳离子，钾离
子广泛分布于植物的各组织器官中。早在二十世纪
60
年代，
Epstein
等便提出，植物细胞对钾的跨膜
吸收机制主要有两种，分别是高亲和性
K
+
吸收系
统
(
机制Ⅰ
)
和低亲和性
K
+
吸收系统
(
机制Ⅱ
)
(Epstein et al., 1963)
。高亲和性吸收系统是植物在低
钾浓度下的主要吸收途径，是通过载体
(
高亲和
K
+
转运体
)
介导的逆电化学势梯度的主动运输过程，需
要消耗能量；低亲和性吸收系统则是植物在高钾浓
度下的主要吸收途径，是由通道蛋白调节的被动运
输过程，依赖细胞膜电势
(Schroeder et al., 1984)
。近
年来，随着电生理学技术及异源表达系统的应用，
人们对两个吸收系统进行了更为深入细致的研究，
发现植物中的钾吸收过程远复杂于上述简单的区
分，而仅就对
K
+
亲和性来说，这两种转运系统之间
的差异并非预想中的那么明显，有些钾离子通道蛋白
也具有较高的
K
+
亲和性
(Dreyer and Uozumi, 2011)
。
钾离子通道是低亲和性钾吸收系统中负责吸
收钾元素的离子通道，它是允许
K
+
特异性通透质膜