El canal de potasio OsKAT1 de Shaker de arroz confiere tolerancia al estrés por salinidad en levaduras y células de arroz

Screened una biblioteca de expresión de cDNA de longitud completa de arroz (Oryza sativa L. 'Nipponbare') a través de la complementariedad funcional en levaduras (Saccharomyces cerevisiae) para encontrar nuevos transportadores de cationes involucrados en la tolerancia a la sal. Encontramos que la expresión de un clon de cDNA, que codifica el homólogo de arroz del canal K(+) de la familia Shaker KAT1 (OsKAT1), suprimió el fenotipo sensible a la sal de la cepa de levadura G19 (Deltaena1-4), que carece de un componente principal de efusión de Na(+). También suprimió un fenotipo de transporte de K(+)-defectuoso de la cepa de levadura CY162 (Deltatrk1Deltatrk2), sugiriendo la mejora de la captación de K(+) por OsKAT1. A través de la expresión de OsKAT1, los contenidos de K(+) de las células G19 sometidas a estrés salino aumentaron durante la fase de crecimiento exponencial. Sin embargo, en la fase lineal, las células G19 que expresan OsKAT1 acumularon menos Na(+) que las células no expresadas, pero casi el mismo K(+). La relación celular de Na(+) a K(+) de las células G19 que expresan OsKAT1 se mantuvo más baja que las células no expresadas bajo condiciones salinas. Las células de arroz que sobreexpresan OsKAT1 también mostraron una mayor tolerancia a la sal y un aumento en el contenido celular de K(+). Estas funciones de OsKAT1 son probable que sean comunes entre los canales de K(+) Shaker porque OsAKT1 y Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) KAT1 fueron capaces de complementar el fenotipo sensible a la sal de G19 así como OsKAT1. La expresión de OsKAT1 se restringió a los internodos y raquis de arroz de tipo salvaje, mientras que otros genes de la familia Shaker se expresaron en varios órganos. Estos resultados sugieren que OsKAT1 está involucrado en la tolerancia a la sal del arroz en cooperación con otros canales de K(+) al participar en el mantenimiento de la homeostasis de cationes citosólicos durante el estrés salino y así proteger a las células de Na(+).