中文摘要
土壤低磷是限制我国农业可持续发展的重要因素,而挖掘植物利用根际潜在磷库的能力是解决此问题的手段之一。植物根系具有应答根际低磷环境的能力,而14-3-3蛋白可能在此过程中扮演重要角色。因此,本研究利用实时荧光定量PCR、Northern杂交、转基因、超速离心分离、高效液相色谱(HPLC)和基因芯片等先进技术,以番茄和拟南芥为研究材料,以根际低磷环境为切入点,系统和深入地探讨"植物通过14-3-3蛋白调控根系应答根际低磷环境的机制"。本研究的结果能为通过植物充分利用根际潜在磷库提供调控手段,以缓解我国土壤低磷对农业生产的影响和减轻磷肥施用过多带来的环境压力,因此具有重要意义。
结题摘要
本项目研究了植物通过14-3-3蛋白应答根际低磷环境的机制。我们首先研究了低磷胁迫下番茄14-3-3基因家族(TFT1-TFT12)的表达谱,筛选结果表明TFT6可能是调控根系生长应答的基因,而TFT7可能是调控根系生理应答的基因。我们进一步将番茄TFT6和TFT7基因分别导入拟南芥,发现转TFT6和TFT7的拟南芥植株都具有耐低磷胁迫的能力,然后,又发现TFT6和TFT7调控植物适应低磷胁迫的机制有所不同。在低磷胁迫下,TFT6可调控地上部淀粉合成酶的活性以减少淀粉累积,提高韧皮部蔗糖转运,从而为根系生长提供能量;TFT7可调控根系质膜H+-ATPase酶的活性以提高根尖伸长区和根毛区质子分泌以及提高了根尖微区质子内流向外排的过渡,从而提高整条根质子分泌。本研究的结果能在基因水平上为植物充分利用根际土壤潜在磷库提供定向调控手段,以缓解我国土壤缺磷对农业生产的影响和减轻磷肥施用过多带来的环境压力,因此具有重要意义。
