PC兰大何凯：NO3-、K+流及膜电位数据为揭示拟南芥SLAH3通过调节N-K平衡参与维持膜电位稳态提供关键支撑

摘要

氮-钾平衡在植物生长发育过程中至关重要，然而其分子机制尚不清楚。本研究发现，拟南芥中NO₃^-外排通道SLAH3突变导致对高浓度KNO₃的耐受性增强。出乎意料的是，slah3突变体特异地耐受高浓度K⁺，而增加NO₃^-浓度导致野生型和slah3之间表型差异减小。slah3中NO₃^-外流减少，K⁺外流增强，证明SLAH3介导的NO₃^-转运和SLAH3影响的K⁺流动在调控NO₃^--K⁺平衡的过程中至关重要。进一步研究发现，钾离子外排通道GORK/SKOR与SLAH3相互作用。gork/skor突变体在高K⁺条件下表现出超敏感表型。高K⁺处理后，相对于野生型，突变体slah3的去极化减弱，gork/skor的去极化增强，表明NO₃^-/K⁺外排介导的膜电位调控参与了高K⁺响应。电生理结果表明，SLAH3独立于其通道功能抑制GORK/SKOR的活性。该研究首次提出SLAH3对K⁺外排通道的两层调控机制：（1）SLAH3通过膜电位的变化调控电压依赖性K⁺通道；（2）SLAH3与GORK/SKOR相互作用，抑制其通道活性。揭示NO₃^-通道SLAH3与K⁺通道GORK和SKOR形成功能单元，通过协调氮-钾平衡来调节膜电位。