AM真菌磷轉(zhuǎn)運(yùn)基因及其受體功能研究.pdf

1、地球上大多數(shù)陸生維管植物可以與叢枝菌根真菌形成共生體，在叢枝菌根中，菌根真菌為宿主植物提供磷營(yíng)養(yǎng)，反過(guò)來(lái)植物給菌根真菌碳營(yíng)養(yǎng)(Smithand Read，2010)。在AM共生體中，根外菌絲將土壤中無(wú)機(jī)Pi轉(zhuǎn)運(yùn)到根內(nèi)菌絲是磷吸收的第一步，該過(guò)程主要由菌根真菌磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白完成。目前，我們對(duì)AM真菌的磷酸鹽調(diào)控系統(tǒng)知之甚少，只分離到幾個(gè)磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)子，如GvPT，GmPT等，GigmPT是本實(shí)驗(yàn)從AM真菌Gigaspora margarita中

2、分離鑒定的磷轉(zhuǎn)運(yùn)基因，GigmPT蛋白屬于MFS超家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，并且具有和酵母Pho84相似的高親和力特性。但是由于AM真菌的專性活體營(yíng)養(yǎng)特性，使得它無(wú)法利用傳統(tǒng)遺傳學(xué)方法，如敲除突變，來(lái)研究其在共生磷轉(zhuǎn)運(yùn)中貢獻(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)利用宿主誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)(Host-induced genesilencing，HIGS)(Helberetal.，2011)，在Gigaspora margarita與紫云英共生時(shí)期沉默掉AM真菌磷轉(zhuǎn)運(yùn)基因GigmP

3、T，以研究GigmPT對(duì)AM共生體生長(zhǎng)發(fā)育及其共生途徑磷吸收的影響。此外，我們又從Glomus intraradices中分離到一個(gè)低親和力的磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)子GiPT4，并在酵母中對(duì)其進(jìn)行初步功能驗(yàn)證。主要研究成果如下:
　　1.利用HIGS技術(shù)成功構(gòu)建GigmPT干擾體系，在AM真菌與紫云英共生時(shí)期，沉默GigmPT基因，發(fā)現(xiàn)AM共生體中叢枝降解，菌絲生長(zhǎng)受抑制，表明GigmPT對(duì)共生體的發(fā)育必不可少。同時(shí)，叢枝中積累大量的多聚磷酸

4、鹽，對(duì)AM共生Pi吸收途徑的放射性同位素分析表明，GigmPT是AM共生體中極其關(guān)鍵的磷轉(zhuǎn)運(yùn)基因。
　　2.在GigmPT酵母互補(bǔ)菌株中，進(jìn)行了磷酸鹽誘導(dǎo)的PKA信號(hào)途徑激活實(shí)驗(yàn)。根據(jù)海藻糖酶活的變化，發(fā)現(xiàn)GigmPT為一個(gè)磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)受體，感應(yīng)外界磷酸鹽信號(hào)。
　　3.從菌根真菌Glomus intraradicesBEG141克隆得到一個(gè)新磷轉(zhuǎn)運(yùn)基因，并命名為GiPT4，并在酵母MB192中進(jìn)行功能研究，發(fā)現(xiàn)GiPT4所編