水稻低磷脅迫基因表達(dá)譜分析.pdf

1、磷是植物體內(nèi)重要的營(yíng)養(yǎng)元素。土壤中總磷含量豐富,但能被植物直接吸收利用的可溶性磷含量卻很低,成為制約農(nóng)作物產(chǎn)量的重要因素。
　　 低磷脅迫條件下,植物體可通過(guò)改變其形態(tài)結(jié)構(gòu)及生理、生化代謝途徑獲取磷酸鹽。目前植物適應(yīng)低磷脅迫的分子機(jī)制尚不清楚。本研究利用水稻基因組寡核苷酸芯片研究了耐低磷水稻中早18和不耐低磷水稻Lagrue在正常營(yíng)養(yǎng)條件和低磷脅迫后6小時(shí)、24小時(shí)、72小時(shí)3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的全基因組表達(dá)譜。芯片雜交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有3次生物

2、學(xué)重復(fù),每次生物學(xué)重復(fù)中又設(shè)有兩次技術(shù)重復(fù)。研究結(jié)果共鑒定出兩種水稻低磷脅迫根部、地上部差異表達(dá)基因共5687個(gè)。其中,水稻中早18出現(xiàn)差異表達(dá)基因2316個(gè),水稻Lagrue出現(xiàn)差異表達(dá)基因3731個(gè)。差異表達(dá)基因依據(jù)功能注釋依次分為磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)、其它轉(zhuǎn)運(yùn)、磷酸酶、其它酶、主要代謝、次生代謝、蛋白質(zhì)降解、蛋白質(zhì)合成等類別。
　　 水稻中早18和水稻Lagrue針對(duì)低磷脅迫反應(yīng)在表達(dá)譜上存在一些共同點(diǎn):具體表現(xiàn)如下:
　　

3、 1.根部磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因、磷酸酶基因、核酸酶基因等上升表達(dá)。
　　 2.根部N吸收和利用相關(guān)基因下降表達(dá)
　　 3.根部脂代謝相關(guān)基因表達(dá)的改變
　　 4.根部蛋白質(zhì)降解、細(xì)胞衰老相關(guān)基因上升表達(dá)
　　 5.根部氧化脅迫相關(guān)基因上升表達(dá)
　　 6.根部跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因上升表達(dá)
　　 7.信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)的改變
　　 8.轉(zhuǎn)座因子表達(dá)的改變
　　 耐低磷水稻中早18和

4、不耐低磷水稻Lagrue低磷脅迫時(shí),在表達(dá)譜上還存在許多差異。在低磷脅迫早期,耐低磷水稻中早18根部通過(guò)加強(qiáng)糖酵解途徑為其以后側(cè)根和根毛生長(zhǎng)提供盡可能多的物質(zhì)和能量。隨著磷素的進(jìn)一步缺乏,水稻根部和地上部糖酵解都減弱。而不耐低磷水稻Lagrue低磷脅迫時(shí),糖酵解就開(kāi)始減弱,沒(méi)有糖酵解加強(qiáng)這一過(guò)程。耐低磷水稻中早18在低磷脅迫開(kāi)始時(shí),三羧酸循環(huán)(TCA)加強(qiáng),加強(qiáng)的三羧酸循環(huán)(TCA)產(chǎn)生更多的有機(jī)酸,分泌到土壤中,活化土壤中的難溶性磷,