植物缺磷及菌根信号转导网络

磷是植物生长发育的主要限制因子之一,主要以无机正磷酸盐的形态被植物吸收,而其在土壤中的移动性和生物有效性很低。为了适应磷缺乏的环境,植物进化出了包括与丛枝菌根真菌形成互惠共生体系在内的一系列适应性机制以增强对磷的吸收、转运和再利用等。所有的这些机制均是由复杂而精巧的分子调控网络控制的。近年来众多基因被鉴定并进行功能研究后与该调控网络联系起来,这些基因包括各种蛋白质基因和非编码RNA基因。本文旨在对当前该领域的研究进展作一总结,同时探讨植物缺磷与菌根信号转导途径间可能存在的相互关系。

烟草microRNA827及其靶基因的鉴定与分析

[目的]本文旨在明确林烟草(Nicotiana sylvestris)microRNA827(miR827)及其靶基因的表达调控特征,揭示其靶基因在进化上的变异性及其功能,为全面解析植物磷信号途径提供新的证据。[方法]基于本课题组前期工作从普通烟草(Nicotiana tabacum)中克隆到的miR827基因序列,采用生物信息学手段结合RACE和RT-q PCR,以及本氏烟草叶片表皮细胞瞬时表达和酵母突变体回补试验,对林烟草miR827的靶基因进行克隆,对miR827及其靶基因的表达模式、靶基因的定位和功能进行研究。[结果]获得林烟草miR827两个靶基因Ns-SPX-MFS1/2的c DNA全长序列,发现Ns-miR827受缺磷诱导表达,而Ns-SPX-MFS1和Ns-SPX-MFS2响应缺磷信号分别发生下调和上调。Ns-SPX-MFS1/2均定位于液泡膜和细胞核。此外,不论Ns-SPX-MFS1/2的开放阅读框全长或截去SPX结构域的2个基因片段均能回补酵母磷吸收突变株。[结论]miR827及其靶基因调控模块在物种进化中存在复杂的变异性,Ns-SPX-MFS1/2具有转运磷的活性,其可能通过介导液泡和细胞质间磷的转运实现对植株磷稳态的调控。