10144.低磷誘導(dǎo)擬南芥根際酸化缺失突變體p444基因克隆及功能分析

1、GENECLONINGANDFUNCTIoNALANALYSISoFPHoSPHoRUSDEFICIENCYINDUCEDRHIZoSPHEREACIDIFICATIoNDEFICIENCYMUTANTp444磷ARABIDoPSISADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniVersi哆i11P抓ialFulfillmentoftheI沁quirementsfort11eDe伊

2、eeofMasterofScienceByW抽gNiIlgSupervisor：ProfAmGuoyongJune，2014摘要磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，參與植物體內(nèi)許多代謝過程，包括光合作用、呼吸作用、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。磷同時(shí)也是植物體內(nèi)核酸、磷脂和高能磷酸復(fù)合物ATP(腺嘌呤核苷三磷酸)和ADP(腺嘌呤核苷二磷酸)等許多關(guān)鍵分子的必須結(jié)構(gòu)成分。磷在植物抗逆性反應(yīng)中也起著非常重要的作用。植物需要大量的磷維持正常生長(zhǎng)和發(fā)育，并且主要吸

3、收利用H2P04和HP042’兩種形式的無機(jī)磷。磷在土壤中移動(dòng)性差，大部分又被結(jié)合為難溶性磷和有機(jī)磷，因此土壤的有效磷含量很低。全世界大部分地區(qū)的植物都處于缺磷的環(huán)境中，磷缺乏已經(jīng)成為限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要因素。植物長(zhǎng)期在低磷環(huán)境下生活，進(jìn)化出了一系列低磷脅迫的應(yīng)對(duì)機(jī)制，如形態(tài)上的適應(yīng)包括根冠比增加、根系結(jié)構(gòu)發(fā)生改變等；生理生化上的適應(yīng)性包括高親和力磷轉(zhuǎn)運(yùn)體的誘導(dǎo)、磷酸酶的誘導(dǎo)、根際酸化等；同時(shí)也揭示了磷脅迫反應(yīng)相關(guān)的幾個(gè)基因和磷信號(hào)分

4、子。雖然有關(guān)植物應(yīng)對(duì)低磷脅迫的機(jī)制已經(jīng)有很多研究，但植物對(duì)磷的吸收、利用、運(yùn)輸?shù)木唧w機(jī)制還不是很清楚。根際酸化是植物應(yīng)對(duì)低磷脅迫的重要機(jī)制之一，植物利用這種機(jī)制能將難溶磷活化為能被植物利用的有效磷，提高植物對(duì)磷的利用效率。有關(guān)低磷誘導(dǎo)植物根際酸化方面雖然已有很多報(bào)道，但是植物感知低磷信號(hào)、并進(jìn)一步誘導(dǎo)根際酸化的分子機(jī)制還是未知的。本實(shí)驗(yàn)用原位溴甲酚紫pH指示劑顯色法篩選出一株酸化缺失突變體，命名為p4私。為進(jìn)一步確定p4鰣酸化缺失的表型

5、，將植株根際pH進(jìn)行量化分析，低磷脅迫下WT根際pH為540005，p4私的pH為555002，p4私根際pH明顯高于WT，所以p私彳在低磷脅迫下根際酸化弱于WT，p鉗彳突變基因參與了低磷脅迫誘導(dǎo)的根際酸化過程。質(zhì)膜H一ATPase在植物根際酸化過程中起著重要的作用，釩酸鈉是質(zhì)膜HATPase抑制劑，低磷培養(yǎng)基中加入釩酸鈉可抑制WT的酸化反應(yīng)，表現(xiàn)出與p4利類似的根際酸化缺失特征，所以我們推測(cè)∥鉗基因突變可能通過抑制質(zhì)膜rATPase活