水稻磷轉(zhuǎn)運蛋白OsPT4的生理功能鑒定.pdf

1、水稻是單子葉模式植物,其基因組測序工作已完成,水稻的功能基因組學(xué)已成為水稻科研工作的重點。對于與磷脅迫相關(guān)的磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因的生理功能研究,可從分子水平上闡明水稻適應(yīng)低磷脅迫的遺傳本質(zhì),這為水稻對磷營養(yǎng)吸收轉(zhuǎn)運規(guī)律的發(fā)現(xiàn),磷肥的科學(xué)施用,水稻產(chǎn)量的維持和提高等提供理論依據(jù)。
　　 本實驗以粳稻日本晴和武育粳-7兩個品種為實驗材料,通過超表達創(chuàng)制水稻Pht1家族成員中OsPT4的超表達材料,并以超表達效果顯著的轉(zhuǎn)基因株系為供試對

2、象進行目標(biāo)基因的生理功能分析。檢測了正常供磷和缺磷條件下目標(biāo)基因及Pht1家族部分基因成員的超表達情況、植株干重、植株全磷吸量、有效磷和根系形態(tài)等指標(biāo),以研究OsPT4基因在水稻磷營養(yǎng)吸收和轉(zhuǎn)運方面的功能。所獲得的主要實驗結(jié)果如下:
　　 1.以pS1a-4為載體構(gòu)建了磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因OsPT4超表達載體,分別轉(zhuǎn)化水稻品種日本晴和武育粳-7。分子檢測表明,日本晴和武育粳-7的超表達材料中不同株系目的基因OsPT4超表達程度不一

3、,選擇超表達程度較高的株系進行生理功能的分析,日本晴中選擇4-Ov-6和4-OV-7這兩個株系進行生理功能的分析,武育粳-7中選擇4-Ov-1和4-Ov-2這兩個株系進行生理功能的分析。
　　 2.OsPT4基因的超表達同時影響了同家族其它基因(OsPT1,OsPT8,OsPT12)的表達。在日本晴OsPT4超表達材料中,在低磷處理條件下,OsPT1和OsPT12地下部的表達減弱,OsPT8地下部幾乎沒有變化;OsPT1地上部表

4、達有所增強,OsPT8和OsPT12的地上部表達幾乎沒有變化。在武育粳-7的OsPT4超表達材料中,在低磷處理條件下,OsPT1和OsPT12地下部的表達增強,OsPT8地下部的表達幾乎沒有變化:OsPT8和OsPT12地上部表達有所增強,OsPT1地上部的表達幾乎沒有變化。
　　 3.OsPT4基因的超表達會造成水稻植株干重、總根長、根系總表面積、根系體積、根尖數(shù)等某些指標(biāo)不同程度的增加。
　　 日本晴的超表達株系4-

5、Ov-6和4-Ov-7在低磷條件下植株干重有增加的趨勢。在正常供磷條件下,總根長、根系總表面積、根系體積和根尖數(shù)在5％的水平上差異不顯著;在低磷處理條件下,4-Ov-6和4-Ov-7在總表面積和總根尖數(shù)在5%的水平上差異顯著,總根長和總體積在5%的水平上差異不顯著。
　　 武育粳-7的超表達株系4-Ov-1和4-0v-2在低磷條件下植株干重有增加的趨勢.在正常供磷條件下,武育粳-7的兩個超表達株系4-Ov-1和4-Ov-2的總根

6、長和總根尖數(shù)在5%的水平上差異顯著,根系總表面積和根系體積在5%的水平上差異不顯著;在低磷處理條件下,4-Ov-1的總根長在5%的水平上差異顯著,根系總表面積、根系體積和根尖數(shù)在5%的水平上差異不顯著。
　　 4.采用超表達研究水稻磷轉(zhuǎn)運蛋白基因OsPT4的超表達株系全磷量的變化,結(jié)果顯示,日本晴的超表達株系4-Ov-6和4-Ov-7的全磷量在正常供磷條件下全磷量有增加,但受缺磷影響不明顯。在正常供磷條件下,4-Ov-6和4-O

7、v-7的全磷量地下部平均增加了10-20%,地上部平均增加了36-50%;在低磷條件下,4-Ov-6和4-Ov-7的全磷量地下部平均增加了8%-15%,地上部平均增加了15%-30%。
　　 采用超表達研究水稻磷轉(zhuǎn)運蛋白基因OsPT4的超表達株系全磷量的變化,結(jié)果顯示,武育粳-7的超表達株系4-Ov-1和4-Ov-2的全磷量在正常供磷條件下全磷量有增加,但受缺磷影響不明顯。在正常供磷條件下,4-Ov-1和4-Ov-2的全磷量地下

8、部增加了10-20%,地上部平均增加了40-60%;在低磷條件下,4-Ov-1和4-Ov-2的全磷量地下部平均增加了10-20%,地上部平均增加了10-25%。
　　 采用超表達研究水稻磷轉(zhuǎn)運蛋白基因OsPT4的超表達株系有效磷的變化,結(jié)果顯示,日本晴的超表達株系4-Ov-6和4-Ov-7的有效磷量在正常供磷條件下有效磷有所增加,但受缺磷影響不明顯。在正常供磷條件下,日本晴的超表達株系4-Ov-6和4-Ov-7的有效磷量地下和地

9、上部都平均增加了10-20%;在低磷條件下,日本晴的超表達株系4-Ov-6和4-Ov-7的有效磷地下部平均增加了8.15%,地上部平均增加了7-20%。
　　 采用超表達研究水稻磷轉(zhuǎn)運蛋白基因OsPT4的超表達株系有效磷的變化,結(jié)果顯示,武育粳-7的超表達株系4-Ov-1和4-Ov-2的有效磷量在正常供磷條件下有效磷增加,但受缺磷影響不明顯。在正常供磷條件下,武育粳-7的超表達株系4-Ov-1和4-Ov-2的有效磷量地下部增加了