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

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

2、之一,該基因位于第三染色體,包括1個外顯子而無內(nèi)含子；OsPT2啟動子區(qū)ATG上游343bp～335bp處具有一個PHR1結(jié)合位點；對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個跨膜結(jié)構(gòu)域。
　　 2.分別得到了超表達OsPT2,OsPT11,OsMPT的轉(zhuǎn)基因植株,初步表型篩選發(fā)現(xiàn)OsPT11,OsMPT這兩個基因的超量表達未能使表型產(chǎn)生顯著變化,而OsPT2的超量表達材料使干重顯著降低,對表型產(chǎn)生

3、了重要的影響。從而使研究重點集中到該基因上來。
　　 3.對OsPT2的超量表達材料進行共分離驗證,發(fā)現(xiàn)正常營養(yǎng)液培養(yǎng)30天后,OsPT2兩個陽性株系相對于陰性對照都表現(xiàn)出生長緩慢,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共分離。
　　 4.寬范圍磷梯度水培實驗說明

4、營養(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性:磷毒害癥狀隨著外源磷濃度的升高更加嚴重,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驗表明:低磷條件下OsPT2的超表達雖然能夠在達到一定磷水平的營養(yǎng)液中吸收更多的磷,但植株的生長無法恢復更無法超越野生型。
　　 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的突變對植株株高,主根長,分蘗數(shù)以及干重均產(chǎn)生一定抑制,且對于分蘗數(shù)以及干重的抑制在10ppm Pi水平遠比在0.5ppm Pi水平更顯著,對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,而總磷含量比對照有所降低。
　　 9.Affymetrix芯片結(jié)果表明在OsPHR2超表達材料以及

6、ospho2突變體里OsPT2,OsPT8以及OsPT3是誘導表達的。
　　 10.在分子水平上,OsPHR2基因正調(diào)控OsPT2基因,OsPHO2基因負調(diào)控OsPT2基因。
　　 11.純合ospt2/OsPHR2(O)雜交后代有效磷濃度同OsPHR2超表達植株相比降低了70％,說明OsPHR2介導的OsPT2的超量表達可能對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