西湖大学的申怀宗研究员和浙江大学的杨帆副教授共同担任了这篇论文的通讯作者。申怀宗团队的王小慧博士后、申晓帅科研助理、曲彦南博士生，以及杨帆团队的张恒博士后和申怀宗团队的王楚博士生，共同作为论文的第一作者。

 

  植物高亲和性钾离子转运蛋白HKTs在调节植物体内Na+和K+离子平衡方面发挥着至关重要的作用。这些蛋白能够影响植物在钾离子缺乏环境下的生长，并帮助植物应对盐碱胁迫。在这项研究中，科学家们揭示了水稻HKT2;1和HKT2;2/1的冷冻电镜结构，其分辨率分别达到了2.5 Å和2.3 Å。

 

  根据离子选择性的不同，植物中的HKT可分为Class I和Class II两种亚家族。Class I亚家族主要通透Na+离子，而Class II亚家族则能同时通透Na+和K+离子。HKT2;1和HKT2;2/1分别属于这两个亚家族，并拥有特定的离子选择筛序列。研究通过对比两种转运蛋白的结构，发现氨基酸Ser88/Gly88和Val243/Gly243在决定其离子选择性上扮演着关键角色。这一发现得到了电生理、酵母功能互补实验以及分子动力学模拟的验证。

 

  此外，研究还揭示了HKT蛋白离子通透孔道中的一个狭窄区域，该区域由一系列高度保守的氨基酸组成，可能参与通道的开闭过程。连接HKT蛋白第II和第III重复单元的连接肽在结构中呈现出稳定的结构，指向这个狭窄区域，暗示其可能参与通道的门控调节。电生理和酵母功能互补实验进一步证实了这些结构特征在功能上的重要性。

 

  这项研究不仅深入解析了水稻HKT2;1和HKT2;2/1离子通道的结构，揭示了不同亚家族对离子选择性的机制，还揭示了可能参与通道开闭的关键区域，为耐盐碱作物育种和提高作物产量提供了宝贵的见解。