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目前,我国干旱问题日趋严重。干旱可以使大多数高等植物,特别是农作物的生长受到明显的抑制,严重时甚至导致萎蔫,对农业和畜牧业生产造成了严重的威胁。长期生长在我国干旱、半干旱环境中的荒漠旱生植物在漫长的进化过程中,逐渐形成并具有了特殊的抗旱机制。在干旱胁迫下,多浆旱生植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)存在着一种非常强大的长距离运输能力,它可以及时有效地将根系吸收的大量Na+转运至叶,用以维持细胞的渗透势。本实验室已成功从霸王中克隆了质膜Na+/H+逆向转运蛋白编码基因ZxSOS1,并利用RNA干扰(RNAi)技术分析发现,盐处理下ZxSOS1-RNAi株系叶和茎中Na+的分配比例显著下降、根中显著增加,而K+在其叶和根中的分配比例下降、茎中显著增加。由此可见,盐处理下ZxSOS1参与调控霸王体内Na+、K+转运和空间分配,进而影响植株生长,但该调控机制的分子基础仍不清楚,且ZxSOS1在干旱胁迫下霸王体内Na+、K+转运和空间分配中的作用尚不明确。此外,参与Na+、K+转运的重要通道或转运蛋白编码基因在霸王中大部分已经被克隆出来,但是高亲和性K+转运蛋白基因ZxHKT1;1尚未被克隆。因此,本研究克隆了多浆旱生植物霸王ZxHKT1;1核心片段并以霸王野生型(WT)及质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因ZxSOS1-RNAi株系L9为材料,分析了ZxSOS1被RNA干扰后,渗透胁迫处理下霸王不同组织中Na+、K+浓度和空间分配的变化；并采用实时荧光定量PCR的方法,分析了盐处理与渗透胁迫处理下参与离子转运的重要通道或转运蛋白编码基因表达丰度的变化。取得如下主要结果：1.霸王ZxHKT1;1基因核心片段长1519bp,编码504个氨基酸；与其它植物HKT1;1氨基酸序列同源性多在63%以上2.50mmol·L-1NaCl处理下,随处理时间延长,WT和L9根和茎中ZxSOS1和ZxSKOR、叶中ZxSOS1、ZxNHX和ZxVP1的表达丰度逐渐增加;ZxHKT1;1和ZxAKT1在WT根中的表达丰度呈增加趋势,而在L9根中则呈降低趋势；盐处理48h后,L9株系中上述各基因的表达丰度均显著低于WT。3.渗透胁迫(-0.5MPa)处理3d后,与WT相比,L9叶和茎中Na+浓度显著下降而根中显著增加,其K+浓度在根中显著下降而茎中显著增加。L9根系Na+净吸收速率显著高于WT,而K+净吸收速率显著低于WT。4.渗透胁迫处理下,随处理时间延长,WT和L9根和茎中ZxSOS1和ZxSKOR、叶中ZxSOS1、ZxNHX和ZxVP1的表达丰度均增加到6h后逐渐下降；ZxHKT1;1和ZxAKT1在WT根中的表达丰度呈先增加后降低趋势,而在L9根中则呈降低趋势；渗透胁迫处理48h后,L9株系中上述各基因的表达丰度均显著低于WT。可见,ZxSOS1可通过调节各组织中参与Na+、K+转运的重要通道或转运蛋白编码基因的表达以调控霸王体内Na+、K+转运及其空间分配和稳态平衡,进而调节植株的生长。