来自grape的VvSAP8-VvHAK5模块通过调节钾的运输，赋予植物对钾缺乏和盐胁迫的双重耐受性

《Plant Cell Reports》：The VvSAP8-VvHAK5 module from grape confers dual tolerance to potassium deficiency and salt stress by regulating potassium transport

　　

摘要

主要结论

葡萄中的锌指蛋白VvSAP8调控高亲和力的钾离子（K⁺）转运蛋白VvHAK5，从而增强植物对钾缺乏和盐胁迫的耐受性。

摘要

钾离子（K⁺）缺乏和盐胁迫是限制葡萄产业发展的主要非生物因素。植物通过调节根部的钾离子平衡来应对这些胁迫，但其背后的调控机制尚不明确。在本研究中，我们从葡萄中的HAK/KUP/KT家族中鉴定出一个高亲和力的钾离子转运基因（VvHAK5），该基因在根部特异性表达。VvHAK5定位于质膜上，并具有钾离子转运活性。VvHAK5的基因表达受到钾缺乏和盐胁迫的诱导。在烟草中异源过表达VvHAK5显著增强了植物对钾缺乏的耐受性，通过促进钾离子的吸收；同时通过调节Na⁺/K⁺平衡并提高活性氧（ROS）清除能力，也增强了植物对盐胁迫的耐受性。酵母单杂交（Y1H）实验、电泳迁移率变化测定（EMSA）和双荧光素酶报告基因实验证实，一种A20/AN1类型的锌指蛋白（VvSAP8）能够通过与VvHAK5启动子上的TAACTG位点结合来激活其表达。VvSAP8的基因表达同样受到钾缺乏和盐胁迫的诱导。在拟南芥中过表达VvSAP8也能通过调节钾离子转运来增强植物对钾缺乏和盐胁迫的耐受性，这与VvHAK5的功能一致。综上所述，本研究发现了一种由VvSAP8和VvHAK5组成的调控模块，该模块通过协调调节钾离子吸收、离子平衡和活性氧清除，使植物同时对钾缺乏和盐胁迫具有耐受性。