10144.低磷誘導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摘要磷是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，參與植物體內許多代謝過程，包括光合作用、呼吸作用、信號轉導等。磷同時也是植物體內核酸、磷脂和高能磷酸復合物ATP(腺嘌呤核苷三磷酸)和ADP(腺嘌呤核苷二磷酸)等許多關鍵分子的必須結構成分。磷在植物抗逆性反應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和發(fā)育，并且主要吸

3、收利用H2P04和HP042’兩種形式的無機磷。磷在土壤中移動性差，大部分又被結合為難溶性磷和有機磷，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，磷缺乏已經成為限制農業(yè)生產的一個重要因素。植物長期在低磷環(huán)境下生活，進化出了一系列低磷脅迫的應對機制，如形態(tài)上的適應包括根冠比增加、根系結構發(fā)生改變等；生理生化上的適應性包括高親和力磷轉運體的誘導、磷酸酶的誘導、根際酸化等；同時也揭示了磷脅迫反應相關的幾個基因和磷信號分

4、子。雖然有關植物應對低磷脅迫的機制已經有很多研究，但植物對磷的吸收、利用、運輸的具體機制還不是很清楚。根際酸化是植物應對低磷脅迫的重要機制之一，植物利用這種機制能將難溶磷活化為能被植物利用的有效磷，提高植物對磷的利用效率。有關低磷誘導植物根際酸化方面雖然已有很多報道，但是植物感知低磷信號、并進一步誘導根際酸化的分子機制還是未知的。本實驗用原位溴甲酚紫pH指示劑顯色法篩選出一株酸化缺失突變體，命名為p4私。為進一步確定p4鰣酸化缺失的表型

5、，將植株根際pH進行量化分析，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的根際酸化過程。質膜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，表現出與p4利類似的根際酸化缺失特征，所以我們推測∥鉗基因突變可能通過抑制質膜rATPase活