Rice sodium-insensitive potassium transporter, OsHAK5, confers increased salt tolerance in tobacco BY2 cells(PLANT BIOTECHNOLOGY)
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概要
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Potassium ion (K^+) plays vital roles in many aspects of cellular homeostasis including competing with sodium ion (Na^+) during potassium starvation and salt stress. Therefore, one way to engineer plant cells with improved salt tolerance is to enhance K^+ uptake activity of the cells, while keeping Na^+ out during salt stress. Here, in search for Na^+-insensitive K^+ transporter for this purpose, bacterial expression system was used to characterize two K^+ transporters, OsHAK2 and OsHAK5, isolated from rice (Oryza sativa cv. Nipponbare). The two OsHAK transporters are members of a KT/HAK/KUP transporter family, which is one of the major K^+ transporter families in bacteria, fungi and plants. When expressed in an Escherichia coil K^+ transport mutant strain LB2003, both OsHAK transporters rescued the growth defect in K^+ -limiting conditions by significantly increasing the K^+ content of the cells. Under the condition with a large amount of extracellular Na^+, we found that OsHAK5 functions as a Na^+ -insensitive K^+ transporter, while OsHAK2 is sensitive to extracellular Na^+ and exhibits higher Na^+ over K^+ transport activities. Moreover, constitutive expression of OsHAK5 in cultured-tobacco BY2 (Nicotiana tabacum cv. Bright Yellow 2) cells enhanced the accumulation of K^+ but not Na^+ in the cells during salt stress and conferred increased salt tolerance to the cells. Transient expression experiment indicated that OsHAK5 is localized to the plant plasma membrane. These results suggest that the plasma-membrane localized Na^+ insensitive K^+ transporters, similar to OsHAK5 identified here, could be used as a tool to enhance salt tolerance in plant cells.
著者
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仲山 英樹
奈良先端科学技術大学大学院バイオサイエンス研究科
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仲山 英樹
奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科
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新名 惇彦
阪大工
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Shinmyo A
Graduate School Of Biological Sciences Nara Institute Of Science And Technology
-
SHINMYO ATSUHIKO
Graduate School of Biological Sciences, Nara Institute of Science and Technology
-
KAOTHIEN-NAKAYAMA Pulla
Graduate School of Biological Sciences, Nara Institute of Science and Technology
-
Sugawara Mitsuo
Graduate School Of Biological Sciences Nara Institute Of Science And Technology
-
Shinmyo Atsuhiko
Graduate School Of Biological Science Nara Institute Of Science And Technology
-
Shinmyo Atsuhiko
Department Of Biotechnology Faculty Of Engineering Osaka University
-
Shinmyo Atsuhiko
Department Of Biotechnology Graduate School Of Engineering Osaka University:(present Address)departm
-
仲山 かずや
Graduate School Of Biological Sciences Nara Institute Of Science And Technology:(present Office)orga
-
Kaothien-nakayama Pulla
Graduate School Of Biological Sciences Nara Institute Of Science And Technology
-
OKADA Tomoyuki
Graduate School of Biological Sciences, Nara Institute of Science and Technology
-
HORIE Tomoaki
Group of Molecular and Functional Plant Biology, Research Institute for Bioresources, Okayama Univer
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Horie Tomoaki
Group Of Molecular And Functional Plant Biology Research Institute For Bioresources Okayama Universi
-
Okada Tomoyuki
Graduate School Of Biological Sciences Nara Institute Of Science And Technology
-
新名 惇彦
奈良先端大
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Taira Koichiro
Nara Prefectural Agricultural Experiment Station
-
Katsuhara Maki
Group of Molecular and Functional Plant Biology, Research Institute for Bioresources, Okayama Univer
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Nakayama Hideki
Organization of Advanced Science and Technology, Kobe University
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Katsuhara Maki
Group Of Molecular And Functional Plant Biology Research Institute For Bioresources Okayama Universi
-
Nakayama Hideki
Organization Of Advanced Science And Technology Kobe University
-
仲山 英樹
神戸大・自・研究環
-
Katsuhara Maki
Group Of Molecular And Functional Plant Biology Institute Of Plant Science And Resources Okayama Uni
-
仲山 英樹
神戸大学自然科学系先端融合研究環
-
Horie Tomoaki
Group Of Molecular And Functional Plant Biology Institute Of Plant Science And Resources Okayama Uni
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