土壤中缺钾会直接导致农作物包括牧草产量和品质的大幅下降。外源表达拟南芥钾离子通道(Arabidopsis K+ transporter1，AKT l)基因能显著提高植株钾吸收能力。在植物遗传转化中，传统的抗生素和除草剂等抗性筛选基因，在人类健康、食品安全和生态环境中存在潜在的威胁。本研究拟用生物安全的糖类代谢酶基因木糖异构酶基因作为选择基因，以拟南芥钾离子通道基因为目的基因，转化烟草和多年生黑麦草，以期获得安全标记、耐低钾的转基因烟草和多年生黑麦草。　　 首先构建携有木糖异构酶基因(xyl A)和K+离子通道基因的植物表达载体。AKT1基因克隆自拟南芥根cDNA。xylA基因供体质粒为p409，该基因来自大肠杆菌。受体质粒为p2355，携有花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子和nos终止子表达盒单元，为植物表达双元载体质粒。将p2355中的nptⅡ基因切除，替换为xylA基因，并将AKT1基因插入到p2355表达盒单元中。同时切除gus基因。构建了含AKT1基因和木糖异构酶基因(xyl A)的植物表达载体p2349-AKT1，此二基因均受花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子驱动。将重组载体p2349-AKT1导入根癌农杆菌AGL1中进行烟草和黑麦草的遗传转化。　　 由于不同植物对木糖具不同的敏感性，为探讨木糖作为筛选剂在烟草（Nicotianatabacum）和多年生黑麦草（Lolium perenne）遗传转化运用时的最适选择压，以不同浓度梯度木糖培养黑麦革幼苗和愈伤组织、烟草叶盘，研究不同浓度对其生长的影响。结果表明，在继代培养基(SM)中分别添加蔗糖、木糖以及不同配比蔗糖+木糖，外植体生长状况不同。单糖质量浓度在0-30 g/L的条件下，外植体生长量随着糖浓度的增加而增加，但在添加蔗糖的培养基中生长明显优于在木糖中；在混合糖培养中(糖总量为30 g/L)，外植体的生长量高于对照，但随着蔗糖量减少、木糖量增加，外植体生长量下降。研究表明，木糖能显著影响烟草叶片、多年生黑麦草幼苗和愈伤组织的生长，使其生长受到较大程度地限制。在总糖质量浓度为30g/L的继代培养基中，25g/L木糖+5g/L蔗糖和只含有30g/L木糖的培养基中，外植体生长量最低。可用这两种质量浓度作为烟草和多年生黑麦草愈伤组织遗传转化的木糖筛选体系的选择压。　　 通过根癌农杆菌介导，进行p2349-AKT1对烟草和多年生黑麦草的遗传转化。经共培养和恢复培养，以及2次25g/L木糖+5g/L蔗糖和1次30g/L木糖选择分化培养后，对再生植株进行检测鉴定。PCR检测xylA基因和AKT1基因片段，结果表明，已将AKT1导入至烟草和多年生黑麦草基因组中，分别获得142株和7株转基因植株。选取6株PCR鉴定呈阳性的烟草植株进行实时荧光定量PCR(Fluorescence quantitative real time PCR,RT-PCR)定量分析，显示木糖异构酶基因已在转基因植株中表达。　　 目前，离子耗竭法测定转基因烟草和黑麦草的吸钾速率与吸钾量正在进行中。对转基因植株进行水培，吸收液由0.2 mmol/L CaS04溶液和0.2 mmol/L KC1溶液组成。在不同时间取样分析吸收液中的K+浓度，从而推算转基因烟草和黑麦草植株对K+的吸收速率。有望获得具生物安全且耐低钾的转基因烟草和黑麦草，为进一步建立稳定、有效、安全的遗传转化体系打下基础。