水稻OsPT2和OsPT6在異源表達系統(tǒng)中的功能鑒定.pdf

1、磷是植物生長發(fā)育必需的大量元素之一，它是植物細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分，存在于磷脂、核酸和核蛋白中，在遺傳信息的傳遞和細胞結(jié)構(gòu)的維持中起到重要作用，土壤中有效磷濃度通常在10μM以下，而植物細胞的有效磷濃度則在100-2000μM范圍。因此，土壤有效磷的供應(yīng)狀況和植物對磷素營養(yǎng)的吸收能力便成為限制植物生長發(fā)育的決定因素之一，研究植物吸收、利用磷素的分子生物學(xué)基礎(chǔ)對提高植物的磷效率具有重要意義。 高等植物對磷素的吸收有兩大系統(tǒng)：低親和

2、系統(tǒng)( Low-Affinity System)和高親和系統(tǒng)(High-Affinity System)。迄今為止，在植物中克隆的磷轉(zhuǎn)運蛋白基因基本上歸屬于Pht1和Pht2兩大家族。根據(jù)對磷轉(zhuǎn)運蛋白基因序列相似性和轉(zhuǎn)錄分析，推斷水稻中含有13個Pht1家族成員，用于從土壤溶液中(包括水稻的菌根菌絲體)吸收磷以及植物體內(nèi)磷的運輸，其中磷轉(zhuǎn)運蛋白基因OsPT2和OsPT6是Pht1家族中兩個在缺磷和低磷誘導(dǎo)下強烈表達的基因。本研究選取Os

3、PT2和OsPT6進行定位鑒定和功能分析。 1、采用半定量RT-PCR法檢測水稻Pht1家族的各個成員在缺磷與供磷處理21天后組織特異性和時空表達特征，結(jié)果表明：OsPT3、OsPT8等為組成型表達，不受磷水平的誘導(dǎo)和限制，而OsPT1、OsPT2、OsPT6、OsPT7等是在根部受低磷水平誘導(dǎo)表達，其中OsPT2和OsPT6誘導(dǎo)表達最為強烈。 2、對野生型(WT)、突變體MB192以及含有OsPT6的酵母轉(zhuǎn)化子生長曲線

4、和吸收磷素能力的比較；發(fā)現(xiàn)OsPT6表達后可以增強突變體對磷的吸收，但是作用略低于WT。采用同位素標記的方法對OsPT6吸收磷的速率作進一步分析表明，磷轉(zhuǎn)運蛋白OsPT6吸收磷素的Km值為96μM，屬于高親和磷轉(zhuǎn)運蛋白。 3、通過轉(zhuǎn)化OsPT6的酵母對不同pH環(huán)境響應(yīng)結(jié)果表明：OsPT6是一個依賴于酵母細胞膜內(nèi)外質(zhì)子梯度的磷轉(zhuǎn)運蛋白，其吸收磷素的最佳pH為6.0；OsPT6是通過Pi/H+的共轉(zhuǎn)運實現(xiàn)對磷素的吸收并依賴于細胞膜上