磷转运蛋白StPHO1.2提高马铃薯耐热性

植物通过磷转运蛋白吸收和转运磷元素,充足的磷元素能够提高作物产量、品质和抗逆性。高温是影响马铃薯生长发育的重要环境因子,严重时会造成减产甚至绝收。本研究利用农杆菌介导,在马铃薯(Solanum tuberosum L.)中过表达磷转运蛋白基因StPHO1.2,比较转基因株系和野生型株系在高温(35℃)和常温(22℃±1℃)环境下的生长状况。结果表明,过表达StPHO1.2能够提高马铃薯耐热性,促进其生长,且磷元素浓度越高,抗性越强,长势越好。本氏烟草中的亚细胞定位结果显示,StPHO1.2在细胞膜上表达,因此,选择膜系统文库质粒筛选StPHO1.2的互作蛋白。通过酵母双杂交试验和BiFC试验,本研究证明磷转运蛋白StPHO1.2与钙离子转运相关蛋白(StCAX1)和光系统Ⅱ蛋白亚基(StPsbR)均有相互作用。综上所述,过表达StPHO1.2可能通过影响光合作用和信号转导,从而提高马铃薯耐热性,促进马铃薯生长。这些结果为深入理解磷转运蛋白的功能提供了理论依据和参考,对马铃薯新品种的选育具有促进作用。

25-羟基维生素D_(3)对肉鸡生长性能、骨骼发育及小肠磷转运蛋白基因表达的影响

试验旨在探究饲粮添加2000 IU/kg 25-羟基维生素D_(3)(25-OH-D_(3))对1~14日龄罗斯308肉鸡生长性能、骨骼发育及十二指肠细胞核维生素D受体(nVDR)、细胞膜维生素D受体(mVDR)和IIb型磷转运蛋白(NaPi-IIb)基因表达的影响。选择140只健康、体重相近的1日龄罗斯308肉鸡,随机分为2个处理,每组5个重复,每重复14只。设计2种饲粮,在基础饲粮(不含维生素D)中添加0、2000 IU/kg的25-OH-D_(3),饲喂粉状饲料,肉鸡自由采食,保证饮水充足,试验期为14 d。结果表明:(1)与基础饲粮组相比,饲粮添加2000 IU/kg 25-OH-D_(3)能显著提高1~14日龄罗斯308肉鸡采食量和体增重,显著降低料重比(P<0.05)。(2)与基础饲粮组相比,饲粮添加2000 IU/kg 25-OH-D_(3)显著提高1~14日龄肉鸡胫骨重量、长度、灰分含量、灰分重量、磷含量、钙含量(P<0.05),但没有影响肉鸡胫骨直径(P>0.05)。(3)与基础饲粮组相比,添加2000 IU/kg 25-OH-D_(3)显著提高了1~14日龄罗斯308肉鸡十二指肠mVDR、nVDR和NaPi-IIb mRNA表达量(P<0.05)。试验结果表明,添加25-OH-D_(3)可增加1~14日龄肉鸡十二指肠mVDR、nVDR和NaPi-IIb mRNA基因的表达水平,促进小肠磷吸收,改善肉鸡生长性能和骨骼发育。

水稻磷转运蛋白Pht1家族研究进展

磷(P)是植物必需大量元素,在物质组成、信号传导、产量及品质形成等过程中发挥重要作用。自然土壤中有效磷含量一般较低,农业生产中通过施用磷肥来补充作物的需要。然而无机磷施入土壤后,易通过物理、化学和生物作用被固定或转化,极大地降低其生物有效性。提高作物对磷的吸收利用能力是改善磷营养的重要途径。植物根系吸收的磷通过转运蛋白在植物体内运转利用,深化对磷转运蛋白功能的了解可为水稻磷吸收与转运分子机制、体内磷平衡调控机制等研究提供理论依据,研究限制磷吸收转运的分子机制可为培育“磷高效”水稻品种提供指导。水稻磷转运蛋白中研究较为深入和系统的是Pht1,Pht1家族含有13个成员。本文综述了水稻磷转运蛋白Pht1家族成员的结构与分类、起源,及其同源性、生物分子信息与生物学功能,重点阐述水稻Pht1家族中OsPT3、OsPT4和OsPT8在生物分子信息、基因表达和超表达等方面的研究进展。在长期进化中,Pht1家族基因在磷的吸收过程中出现了分工,各个转运蛋白之间存在功能互补,相互协作,也存在功能上的部分重叠(冗余),目前对Pht1家族各基因的功能表达以及相互之间的关系已有部分研究,但Pht1家族基因在植物体内的工作机制复杂,需进一步研究各转运蛋白间的关系。Pht1家族成员也具吸收盐类物质的作用,后续研究可关注Pht1家族成员对植物吸收和转运砷酸盐、硒、硅等的作用、关系与机理。除磷与金属盐类物质的吸收与转运外,Pht1家族成员还具备一定的抗病功能,深入研究Pht1家族成员在植物生理信号网络中的分子机制,有利于培育高抗病性和高磷利用率的优质水稻品种。

两个小麦磷转运蛋白基因的分离、功能鉴定和表达研究(英文)

磷是能量代谢、核酸以及许多生物膜合成的重要底物。在光合作用、呼吸作用等过程中发挥了重要作用。中国大多数小麦产区的土壤存在着缺磷的问题。磷饥饿给小麦生产造成了很大损失。培育耐低磷小麦是解决这一问题的一个重要途径。在磷饥饿的过程中,哪些基因的表达发生了变化,它们是如何变化的,弄清楚这些问题对于培育转基因耐低磷小麦具有重要的意义。磷转运蛋白基因在植物吸收磷的过程中发挥着重要作用。利用RT-PCR的方法,我们从普通小麦"小偃54"中分离了两个磷转运蛋白基因TaPT8和TaPHT2;1。通过与酵母突变体互补分析表明这两个基因都能够与磷吸收功能存在缺陷的酵母突变体实现功能互补,在低磷条件下有促进酵母突变体吸收磷的作用。进一步分析表明TaPT8属于Pht1家族。TaPHT2;1属于Pht2家族。运用RQRT-PCR的方法进行分析后发现TaPT8在根中表达,受磷饥饿的诱导;TaPHT2;1主要在绿色组织中表达,受磷饥饿的抑制,受光的诱导。TaPT8可能主要参与了小麦的根从土壤中吸收磷的过程。TaPHT2;1可能在磷从细胞质向叶绿体内转运的过程中发挥了重要作用。

一个玉米Pht1家族磷转运蛋白基因克隆和功能分析

从耐低磷玉米自交系178中分离和鉴定高亲和力磷转运蛋白质基因,为开展磷高效分子育种奠定理论基础。本研究以水稻和拟南芥中鉴定的磷转运蛋白基因为基础,运用生物信息学方法,对玉米进行全基因组预测及系统进化分析;并运用克隆、实时荧光定量PCR和亚细胞定位方法对其家族成员进行深入研究。结果表明,从玉米自交系B73全基因组序列中筛选出37个磷转运蛋白候选基因,并被聚类为五大家族。从耐低磷材料中扩增了一个属于Pht1家族成员ZmPht1;9的全长cDNA,该基因编码区长1620bp,编码539个氨基酸,含有典型的MFS超家族蛋白的保守结构域和12个跨膜结构;荧光定量PCR分析表明,在低磷胁迫下,该基因的相对表达量显著增加,且叶片中的表达量高于根系,同时在基因型之间也存在差异;原生质体转化的亚细胞定位结果显示,ZmPht1;9表达蛋白主要分布于细胞膜上。ZmPht1;9编码位于细胞膜上的高亲和力磷转运蛋白,对调节磷素的动态平衡起重要作用。

植物磷转运蛋白基因及其表达调控的研究进展

土壤有效磷的缺乏是限制植物生长发育的主要因素之一,植物对于磷素营养的吸收及转运主要是通过不同家族的磷转运蛋白来进行的。在外部介质严重缺磷的环境中,植物体自身会通过诱导或增强磷素转运蛋白基因的表达量提高其对根际和共生菌根菌丝磷素的吸收和利用,同时外界环境中的其他一些因素也会影响磷转运蛋白基因的表达调控。近年来,随着分子生物学技术和植物基因组学的快速发展,国内外有关磷素转运蛋白的分子研究也在不断深入,并取得了一系列令人振奋的成果。本文简述了近年来高等植物磷素转运蛋白基因的克隆、表达、调控及其可能存在的相互作用,并对进一步的研究作了展望。

杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1的克隆及表达分析

【目的】PHT1基因家族是影响植物吸收磷营养的重要磷转运子之一。从杉木32号磷高效家系c DNA中克隆得到PHT1基因家族的1个杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1,并对不同程度磷胁迫下ClPht1;1的时空表达进行研究,为杉木PHT1基因序列特征和功能结构的研究以及磷高效利用杉木基因型的选育奠定基础。【方法】根据PHT1基因家族序列保守性设计简并引物,以32号磷高效杉木基因型根系c DNA为模板进行扩增获得目的基因ClPht1;1的c DNA序列,使用RACE技术对目的基因进行全长克隆,并对其序列特征、同源性和编码磷转运蛋白结构进行分析。实时荧光定量PCR检测ClPht1;1在32号磷高效杉木家系根、茎、叶中的表达,检测中度缺磷胁迫下ClPht1;1在不同磷利用效率杉木4号、15号、25号、27号、28号、32号家系根系中的表达差异,以及在中度、重度缺磷胁迫下ClPht1;1在32号磷高效杉木家系根系中随时间序列的表达量变化。【结果】克隆得到1个杉木磷转运蛋白PHT1基因,命名为ClPht1;1(Gen Bank登录号:KX302006),基因序列编码区长1 638 bp,编码545 aa的蛋白质。ClPht1;1所编码蛋白质由12个疏水的跨膜区域组成,1个疑似跨膜域。每个跨膜结构域基本由17~25个氨基酸残基组成螺旋,同时跨膜蛋白的N端和C端均位于细胞质内,保守序列位于第4个跨膜域。构成蛋白质的主要骨架是α-螺旋,无信号肽序列。ClPht1;1基因编码蛋白与日本柳杉PHT基因编码蛋白的氨基酸序列相似性达到87.0%,与胡杨、油茶、马尾松等PHT家族基因编码蛋白的氨基酸序列相似性均在75%以上。ClPht1;1基因在杉木的根、茎、叶组织中均有表达,其中在根中的表达量最高,在叶中的表达量最低。在中度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因在杉木不同家系根部的表达量为25号>27号>4号>15号>32号>28号。在中度和重度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因在32号杉木家系根部的表达量随胁迫时间的延长而逐渐上升;恢复供磷后,ClPht1;1基因表达量逐渐下降至正常水平;重度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因表达量要高于其在中度缺磷胁迫下的表达量。【结论】ClPht1;1基因具有PHT1基因家族的典型结构,其编码蛋白的氨基酸序列与日本柳杉等磷转运蛋白氨基酸序列具有高度相似性,为杉木高亲和磷转运蛋白PHT1基因家族成员。ClPht1;1基因主要在杉木的根部表达,在叶片中的表达量较低;杉木磷利用效率越强,ClPht1;1基因在其根部的表达量越高。在不同磷利用效率的杉木家系中ClPht1;1基因表达量存在较大差异。ClPht1;1基因的表达受低磷胁迫的诱导,缺磷胁迫下ClPht1;1基因表达量明显升高,恢复供磷后ClPht1;1基因表达量明显降低。

磷胁迫对烤烟高亲和磷转运蛋白基因表达及磷素吸收利用的影响

为探明缺磷胁迫对烤烟磷吸收的影响机理,以烤烟品种‘豫烟10号’为材料,采用盆栽试验设置不施磷(-P)和正常供磷(+P)2个处理,分析了烟草生育后期根系和叶片中高亲和磷转运蛋白基因NtPht1;1、NtPht1;2(简称PT1、PT2)的表达差异性及其表达量与烟草磷含量、磷积累量的关系。结果表明:(1)随生育期的推进,烤烟根系和叶片的PT1基因相对表达量、PT2基因相对表达量、干物质重和磷素积累量逐渐增加,烟叶的磷含量逐渐降低,根系磷含量无明显的变化规律。(2)磷胁迫促使PT1、PT2基因的表达量上调,其中叶片PT1基因的相对表达量高于根系,叶片PT2基因的相对表达量显著低于根系。(3)磷胁迫限制了烤烟对干物质和磷素的积累,在移栽后90d,-P处理烤烟根系和叶片的干物质重、磷素积累量不到+P处理的一半,处理间差异极显著。研究认为,在缺磷环境下,烟草高亲和磷转运蛋白基因PT1和PT2表达量的增加,是由磷胁迫下烟草体内磷积累量降低所引起的系统性调控。

水稻磷转运蛋白OsPHT2;1在提高磷素利用率方面的作用

植物对磷的吸收与体内再分配需要多种磷酸盐转运系统共同作用。应用公开的植物基因组数据库和生物信息学分析确定了一个水稻低亲和磷酸盐转运蛋白基因OsPHT2；1。经半定量RT—PCR技术分析发现，OsPHT2；1在叶片强烈表达，在根系中微弱表达。OsPHT2；1在叶片中的表达量受光照调控并受低磷诱导。利用农杆菌介导Ubiquitin启动子过量表达OsPHT2；1，研究该基因在水稻中的生理功能。结果表明，水培试验中，正常供磷条件下OsPHT2；1-Oe植株叶部可溶性磷含量较野生型提高40．9％～48．5％，根部可溶性磷含量提高35．6％～51．2％，生物量提高25．1％～30．3％。缺磷条件下OsPHT2；1Oe植株叶部可溶性磷含量较野生型提高53．1％～70．3％，根部可溶性磷含量没有显著改变，生物量提高25．6％～28．5％。大田试验中，OsPH7＂2；1-Oe植株的上3叶和穗柄的全磷含量较野生型显著提高。表明0sPHT2；1可能参与磷素在叶部的积累以及植株体内磷的再分配过程。

磷转运蛋白基因TaPHT2;1在染色体上定位及对小麦磷素吸收和利用效率的影响

【目的】以中国春遗传背景的整套B染色体双端体为材料,鉴定磷转运蛋白基因TaPHT2;1的染色体定位特征。解析不同供磷水平下,上述材料和不同磷利用效率小麦品种该基因的表达特征及其与植株干物质生产能力和磷效率特征的联系。【方法】采用溶液培养法水培中国春(CS)及该品种遗传背景的整套B染色体组双端体和不同磷效率小麦品种材料。以B染色体组供试端体为材料进行TaPHT2;1 PCR扩增,鉴定TaPHT2;1在染色体上的定位。采用半定量RT-PCR及qRT-PCR技术分析B染色体组供试端体和小麦品种TaPHT2;1的表达水平。采用常规分析技术,测定供试材料单株干重和磷吸收参数。【结果】①PCR检测发现,在CS及所有供试B染色体组双端体材料中,除缺失1B长臂的1BS外,其它所有材料均能特异扩增出目标基因TaPHT2;1,表明TaPHT2;1定位在1B长臂。②丰、缺磷条件下,TaPHT2;1在CS及除1BS外双端体根、叶中的表达均表现为叶片优势表达特征,且在叶片中表达受到低磷胁迫的诱导。TaPHT2;1在根系中的表达不受低磷逆境调控。表明TaPHT2;1在介导丰磷下磷素吸收、转运及增强低磷下植株体内磷素再度调运中可能发挥重要功能。③丰磷条件下,与CS相比,1BS的单株干重和全磷含量显著降低;缺磷条件下,1BS的单株干重与CS相比也显著下降,但全磷含量增加。表明位于1B染色体长臂后的磷转运蛋白基因TaPHT2;1,对丰、缺磷条件下的植株磷素吸收、转运具有较大影响,进一步对不同供磷水平下的植株干重产生重要调控效应。④丰磷条件下,与CS相比,1BS的单株磷累积量显著增加,磷利用效率没有改变;缺磷条件下,与CS相比,1BS的单株磷累积量没有变化,磷利用效率显著降低。不同磷利用效率品种相比,丰磷条件下,随着品种磷利用效率提高,叶片中TaPHT2;1的表达水平、单株干重、全磷含量和单株磷累积量也随着增加;缺磷条件下,随着小麦品种磷利用效率提高,叶片中TaPHT2;1的表达水平、单株干重和磷利用效率也随之增高,但全磷含量呈下降趋势,单株磷累积量品种间差异较小。因此,TaPHT2;1的表达水平与小麦品种丰、缺磷条件下的磷素吸收、利用和干物质积累能力具有紧密联系。【结论】小麦磷转运蛋白基因TaPHT2;1位于1B染色体长臂。该基因通过其特定对外界供磷水平产生应答,在较大程度上调控植株的磷素吸收和利用能力,对不同供磷水平下的植株干重产生重要影响。TaPHT2;1在调控植株丰磷下磷素吸收和低磷下磷素利用中发挥重要作用,可作为鉴定小麦品种磷效率的评价指标。

水稻中的磷转运蛋白基因在异源表达系统中的功能分析

为了更好地研究植物在磷素吸收过程中的分子机制以及生物化学过程的变化,将水稻中分离得到的一个磷转运蛋白基因(OsPT6)用于互补实验。互补实验结果表明,OsPT6能够与缺失磷转运功能的酵母突变体实现互补,并在低磷条件下促进酵母突变体对磷的吸收。进一步分析表明OsPT6属于水稻Pht1家族运输蛋白基因,所编码的蛋白对磷酸盐(Pi)的吸收Km值为96μmol/L,属于高亲和的磷转运蛋白。不同的酵母转化子对不同pH环境的响应实验显示,OsPT6是一个与质子相偶联的磷运输蛋白,其吸收磷素的最佳pH为6.0。对OsPT6在人的胚胎肾细胞(HEK293)中的表达分析表明,该基因能够编码蛋白并定位于细胞膜,证明OsPT6的功能与酵母磷转运子PHO84相似,是一个定位于细胞膜上的具有吸收转运磷素作用的运输蛋白。

一个高亲和力水稻根系磷转运蛋白候选基因片段的克隆

磷是影响作物产量的主要限制因子之一，植物在缺磷条件下主要通过高亲和力的磷转运蛋白对磷进行有效吸收。利用RT朠CR技术，在经过缺磷处理水稻京系17（Oryza sativa L. ssp. japonica cv. Jingxi 17)的根系中的克隆到一个1178bp的磷转运蛋白基因片段OjPT1，测序后与GenBank中的已知序列进行氨基酸水平上的同源性比较，结果表明：该序列与拟南芥、马铃薯、番茄、苜蓿、长春花等植物的同源性分别在70%左右，并且与酵母、VA菌和子囊属脉胞菌等的磷转运蛋白也表现出较高的同源性。通过RT朠CR结果证明，该基因片段为诱导表达。该基因已被GenBank接收（收录号为AF239619）。

磷转运蛋白基因TaPht1;4的染色体定位及其在低磷下与小麦吸磷能力的关系

【目的】植株对介质中磷素的吸收及磷素在体内器官组织间的转运,是通过位于细胞质膜上的磷转运蛋白(PT)介导完成的。高亲和PT在介导植物对低磷逆境下的磷素吸收中发挥重要作用。本研究以小麦中国春遗传背景的整套B染色体双端体为材料,对小麦高亲和PT基因TaPht1;4的染色体定位特征及其与低磷下小麦品种磷效率的联系进行系统研究,旨在为今后小麦品种磷效率分子鉴定和磷高效遗传改良提供依据。【方法】采用水培法培养中国春(CS)及其遗传背景B染色体组双端体幼苗。三叶期时收获各供试材料根系,提取各材料基因组DNA,通过PCR特异扩增TaPht1;4,鉴定TaPht1;4在染色体上定位。通过对各供试材料三叶期幼苗进行24 h低磷胁迫获取丰缺磷处理根叶样本,采用半定量RT-PCR及实时定量PCR分析TaPht1;4在丰缺磷下的表达。采用上述幼苗培养、丰缺磷处理和基因表达分析技术,研究不同磷吸收效率小麦品种磷效率参数和TaPht1;4表达特征。【结果】1)与CS及其他双端体材料能特异扩增目标基因不同,在3BS中未扩增到目标基因TaPht1;4;采用半定量RT-PCR和qPCR对丰、缺磷下CS和各双端体根、叶中TaPht1;4的表达研究表明,丰磷下各供试材料根、叶中均检测不到TaPht1;4表达,缺磷下各供试材料叶片中也均未检测到TaPht1;4表达,但在根中除3BS未检测到TaPht1;4表达外,CS和其他双端体均具有较高的TaPht1;4表达水平。表明TaPht1;4定位在3B染色体长臂,呈低磷诱导和根系特异表达特征。2)丰磷下,3BS单株干重与CS没有差异;缺磷下,与CS相比,3BS单株干重显著降低。表明缺少TaPht1;4及所在3B染色体长臂后,植株干物质生产能力受到较大影响,这可能与因缺乏该染色体臂丧失TaPht1;4造成低磷下植株的磷素吸收能力降低密切相关。3)对丰、缺磷下不同磷吸收效率6个小麦品种TaPht1;4的表达水平以及单株干重、全磷含量、磷累积量和磷效率研究表明,缺磷下各小麦品种表现为随品种磷吸收效率提高,TaPht1;4表达水平也随之增高。表明TaPht1;4表达水平与低磷下小麦品种磷素吸收能力和干物质积累具有紧密联系。【结论】小麦高亲和PT基因TaPht1;4定位在3B长臂。低磷条件下,3BS的单株干重和磷累积量较CS显著降低。丰、缺磷下,不同磷吸收效率小麦品种TaPht1;4表达水平与植株干重和单株磷累积量密切相关。TaPht1;4能显著增强小麦在低磷下磷素吸收能力,可作为小麦品种耐低磷能力的参考分子评价指标。

短柄草磷转运蛋白家族基因的克隆及表达分析

植物高亲和力磷转运蛋白Pht1家族是一类H2PO4-/H＋共转运子,主要在根系中负责磷的吸收和转运,其表达受低磷调控,对该家族成员的研究有助于揭示磷的吸收和转运机制。根据水稻、拟南芥、大麦中磷转运蛋白基因的序列,预测出短柄草Pht1家族共有12个成员,分别命名为BRAdi;Pht1;1~BRAdi;Pht1;12,设计基因特异引物,对基因组和cDNA全长基因进行克隆、测序,通过对基因编码的氨基酸序列同源比对分析,构建了系统发生树,并利用实时荧光定量PCR技术对各基因成员的表达模式进行了分析。结果表明,预测到的成员具有Pht1家族的典型结构,成员间的同源性高,进化树分析将这12个同源基因分为不同的亚组,这些同源基因与大麦的同源性较高,其次是水稻,而与拟南芥的同源性最低。这些基因在不同的组织中表达量不同,在种子中的表达量最高,有5个基因在苗期根中的表达显著高于叶片。

豆梨磷转运蛋白质基因(PcPht1)的克隆、表达及启动子分析

为明确梨砧木豆梨(Pyrus calleryana Dcne.)磷转运蛋白质基因的序列特点和表达模式,采用同源克隆、RACE技术和染色体步移法克隆获得1个Pht基因PcPht1的cDNA、DNA及启动子序列,并利用RT-PCR检测在不同供磷水平下该基因在豆梨幼苗中的表达情况。结果表明PcPht1 cDNA序列编码区长1 617 bp,编码1个由538个氨基酸组成的蛋白质,其相对分子质量为5.908×104。该基因编码区DNA序列没有内含子,其启动子除了具有TATA/CAAT-box外还包含防御与胁迫响应元件、光响应元件和茉莉酸甲酯响应顺式作用元件。PcPht1所编码蛋白质由12个疏水的跨膜区域组成,包括H2PO4-/nH+共运体、糖转运体和MFS通用底物转运体3个Pht1蛋白质特征结构域。PcPht1与大豆GmPht1;7和橡胶HbPht1间有较高的一致性(分别为88.0%和87.0%);与拟南芥Pht1蛋白质家族处于系统进化树的同一分支,并与AtPht1;4和AtPht1;7的亲缘关系最近。正常供磷条件下,PcPht1基因主要在根中表达,低磷时该基因的表达上调,提高供磷浓度其表达受到抑制,说明PcPht1的表达受环境磷浓度调控。

磷转运蛋白OsPT6在水稻武育粳7号苗期磷素吸收利用中的作用

磷转运蛋白OsPT6为水稻Pht1家族成员之一,具有吸收和转运磷酸盐双重功能。以水稻高产品种武育粳7号的OsPT6超表达转基因材料为试材,研究磷转运蛋白OsPT6在武育粳7号磷素吸收利用中的作用。结果表明:1)OsPT6在武育粳7号的地下部表达丰度较高,同时在地下部和地上部该基因均受缺磷诱导表达量显著增加。2)OsPT6超表达后,转基因植株生长良好。正常供磷和低磷处理35d后,OsPT6超表达植株地上部和地下部干物质量都显著增加。3)OsPT6超表达转基因材料在不同浓度磷素处理后,各组织全磷含量有所增加,其中营养器官尤为显著。

菌根化马尾松磷转运蛋白家族基因的生物信息学和表达分析

利用同源克隆法从菌根化马尾松中获得14条磷转运蛋白基因片段,对其中6条(PmP1~PmP6)编码的氨基酸序列进行了比对和同源性分析,检测了不同磷水平下各成员的表达模式.结果表明,PmP1~PmP6编码氨基酸序列具有Pht1磷转运蛋白家族的典型特征,成员间相似性达70%以上.系统分析表明,它们分为5个亚组,与双子叶植物的同源性较高,且高度进化保守.综合分析半定量和荧光定量PCR结果显示,PmP1~PmP6的表达受外生菌根诱导,且根、茎和针叶中均有表达.未接种菌根真菌时,PmP1~PmP6在针叶中表达量最高,其次为根;接种后,根中表达活性升高,其表达量与生长环境中磷水平相关,低磷条件下被高效激活,高磷条件反而抑制其表达.因此,PmP1~PmP6参与菌根化马尾松体内磷的吸收和转运过程.

小麦磷转运蛋白基因TaPT2的转录调控特征研究

在富集低磷逆境的根系cDNA差减文库中,获得了与小麦磷转运蛋白基因TaPT2具有相同序列的表达序列标签(EST)。TaPT2的表达呈根系特异性,对外界低磷逆境呈明显应答,表明该基因在小麦抵御外界低磷逆境中可能发挥重要作用。采用基因组行走技术,克隆了长度为1 300 bp的TaPT2启动子,该启动子含有保守TATA盒、CAAT盒,以及应答低磷逆境的Pho-like元件和其他3个组织特异元件,表明上述元件在调控TaPT2的表达中施加重要影响。用TaPT2启动子驱动报告基因GUS的实验证实,该启动子在烟草中驱动GUS的表达特征与TaPT2在小麦中的表达特征一致,表现为呈根系特异表达且在外界低磷逆境下的GUS活性较正常供磷水平明显增强。因此,TaPT2的表达与其启动子中含有的应答低磷逆境元件和组织特异表达元件密切相关。根系特异表达且呈表达低磷胁迫诱导特征表明,TaPT2在改善小麦植株在低磷下磷素的吸收中可能发挥重要功能。

一步法RT-PCR克隆水稻线粒体磷转运蛋白基因及其序列特征分析

以水稻广亲和品种Cpslo17幼穗为材料,用一步法RT-PCR(逆转录聚合酶链式反应)克隆了一个长度为1118bp的编码线粒体磷转运蛋白的OsMPT基因。序列分析表明其包含了基因完整的编码序列,编码由368个氨基酸组成的线粒体磷转运蛋白,它与玉米、大豆、Lotusjaponicus、Betulapendula、拟南芥的线粒体磷转运蛋白氨基酸序列相似率分别为93.5%,85.6%,83.8%,83.7%,81.1%。氨基酸疏水谱分析显示它有线粒体磷转运蛋白家族高度保守的6个跨膜结构域。水稻线粒体磷转运蛋白N端富含精氨酸(Arginine)、丙氨酸(Alanine)和丝氨酸(Serine)。iPSORT预测其蛋白N端具有定位于线粒体的信号肽序列,进一步分析表明此编码区段有6个外显子和5个内含子。RT-PCR结果表明,OsMPT基因在水稻两个亚种粳稻和籼稻的叶片中均有表达,在Cpslo17营养器官和生殖器官中都有高水平表达。水稻线粒体磷转运蛋白的克隆和表达分析将为研究其结构和生物学功能奠定基础。

叶用莴苣磷转运蛋白LsPHT1基因的克隆及其在纳米材料处理下的表达

以叶用莴苣品种耐抽薹意大利生菜为试材,采用RT-PCR结合RACE技术,克隆磷转运蛋白Ls PHT1基因序列;并利用半定量PCR结合实时荧光定量PCR技术检测叶用莴苣在纳米材料处理下Ls PHT1基因的表达情况。结果表明:Ls PHT1基因的开放阅读框为1 605 bp,编码534个氨基酸,推测蛋白质分子量为58.5 k D,具有PHT1家族的保守特征序列GGDYPLSATIx SE,与菊花PHT氨基酸序列同源性高达88%。Ls PHT1仅在叶用莴苣根部表达,而在叶片中几乎不表达。在叶用莴苣全生长期内,Ls PHT1的表达量呈先上升后下降的变化趋势。在生长中后期,纳米材料处理的叶用莴苣根部Ls PHT1表达量显著高于对照,说明Ls PHT1的表达受纳米材料的诱导上调。