水稻中OsPHR2調(diào)控磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)子OSPT2的分子和遺傳分析.pdf

1、OsPT2基因是水稻磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)子基因家族成員之一。目前OsPT2的具體功能以及OsPT2與已知磷信號(hào)調(diào)控基因之間的關(guān)系還未見報(bào)道。為了深入了解這些,我們獲得OsPT2的全長(zhǎng)ORF,通過轉(zhuǎn)基因獲得超表達(dá)材料,同時(shí)得到OsPT2的突變體。從生理和分子生物學(xué)多方面分析磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因OsPT2對(duì)水稻磷代謝的影響,并闡明其與上游基因OsPHR2和OsPHO2之間的調(diào)控關(guān)系。我們得到以下結(jié)論:
　　 1.OsPT2是磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)子家族成員

2、之一,該基因位于第三染色體,包括1個(gè)外顯子而無內(nèi)含子；OsPT2啟動(dòng)子區(qū)ATG上游343bp～335bp處具有一個(gè)PHR1結(jié)合位點(diǎn)；對(duì)OsPT2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果表明OsPT2具有該家族成員所共有的12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域。
　　 2.分別得到了超表達(dá)OsPT2,OsPT11,OsMPT的轉(zhuǎn)基因植株,初步表型篩選發(fā)現(xiàn)OsPT11,OsMPT這兩個(gè)基因的超量表達(dá)未能使表型產(chǎn)生顯著變化,而OsPT2的超量表達(dá)材料使干重顯著降低,對(duì)表型產(chǎn)生

3、了重要的影響。從而使研究重點(diǎn)集中到該基因上來。
　　 3.對(duì)OsPT2的超量表達(dá)材料進(jìn)行共分離驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)正常營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)30天后,OsPT2兩個(gè)陽性株系相對(duì)于陰性對(duì)照都表現(xiàn)出生長(zhǎng)緩慢,植株矮小,分蘗少的表型,并且在葉子邊緣出現(xiàn)明顯的黃萎,壞疽。陽性植株地上部的平均總磷含量為陰性植株(野生型表型)的3.5倍左右,而根部的平均總磷含量為陰性植株的2.5倍左右,表型與總磷含量同基因表達(dá)共分離。
　　 4.寬范圍磷梯度水培實(shí)驗(yàn)說明

4、營(yíng)養(yǎng)液中磷濃度水平與植株干重以及植株中積累的總磷濃度具直接相關(guān)性:磷毒害癥狀隨著外源磷濃度的升高更加嚴(yán)重,隨著外源磷濃度的下降而得到緩解。
　　 5.窄范圍磷梯度水培實(shí)驗(yàn)表明:低磷條件下OsPT2的超表達(dá)雖然能夠在達(dá)到一定磷水平的營(yíng)養(yǎng)液中吸收更多的磷,但植株的生長(zhǎng)無法恢復(fù)更無法超越野生型。
　　 6.鑒定Dspt2突變體發(fā)現(xiàn)T-DNA插入該基因ATG上游569bp處,且為T-DNA單拷貝插；RT-PCR結(jié)果表明T-DNA

5、在啟動(dòng)子區(qū)的插入大大降低了OsPT2基因在根部的轉(zhuǎn)錄水平。
　　 7.OsPT2的突變對(duì)植株株高,主根長(zhǎng),分蘗數(shù)以及干重均產(chǎn)生一定抑制,且對(duì)于分蘗數(shù)以及干重的抑制在10ppm Pi水平遠(yuǎn)比在0.5ppm Pi水平更顯著,對(duì)地上部的影響也比地下部大。
　　 8.ospt2突變體有效磷及總磷同野生型相比均未發(fā)生顯著改變,而總磷含量比對(duì)照有所降低。
　　 9.Affymetrix芯片結(jié)果表明在OsPHR2超表達(dá)材料以及

6、ospho2突變體里OsPT2,OsPT8以及OsPT3是誘導(dǎo)表達(dá)的。
　　 10.在分子水平上,OsPHR2基因正調(diào)控OsPT2基因,OsPHO2基因負(fù)調(diào)控OsPT2基因。
　　 11.純合ospt2/OsPHR2(O)雜交后代有效磷濃度同OsPHR2超表達(dá)植株相比降低了70％,說明OsPHR2介導(dǎo)的OsPT2的超量表達(dá)可能對(duì)于磷過量積累起著主要的作用。
　　 12.純合ospt2/ospho2雜交后代有效磷濃