《鹽芥與擬南芥磷轉運體基因家族表達調控與功能比較》是呂素蓮為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鹽芥與擬南芥磷轉運體基因家族表達調控與功能比較
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：呂素蓮
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
土壤鹽漬化及其導致的有效磷不足已成為世界性的重大資源與生態問題。深入研究鹽生植物的鹽適應分子機制，是培育抗鹽作物新品種，恢復和重建鹽鹼荒地生態系統的基礎。研究鹽對植物磷吸收利用的調控機制既是揭示植物抗鹽機制的重要環節，也是植物磷吸收利用機制研究的重要方面。磷轉運體（phosphate transporter, PT）在植物磷吸收及磷轉運中發揮著重要作用。本工作以既抗鹽又耐低磷的鹽芥（Thellungiella halophila）為材料，首先從整體層面比較鹽芥與擬南芥PT基因家族成員在拷貝數、基因結構、啟動子結構以及表達模式方面的異同，研究不同生境下PT基因家族的分子進化特點，同時尋找鹽芥特異啟動子和特異基因；然後通過分子遺傳學方法對其中的1-2個特異啟動子和基因進行功能研究，以期揭示鹽脅迫下鹽芥磷高效吸收利用機制及Na+/Pi調控機制，並為作物的遺傳改良挖掘潛力基因。
結題摘要
土壤鹽漬化及其導致的有效磷不足已成為世界性的重大資源與生態問題。深入研究鹽生植物的鹽適應分子機制，是培育抗鹽作物新品種，恢復和重建鹽鹼荒地生態系統的基礎。研究鹽對植物磷吸收利用的調控機制既是揭示植物抗鹽機制的重要環節，也是植物磷吸收利用機制研究工作的重要方面。磷轉運體（PT）在植物磷吸收及磷轉運中發揮著重要作用。本項目通過分析比較鹽芥與擬南芥4個PT基因家族的基因拷貝數、進化樹特點、基因及蛋白結構，結合鹽芥和擬南芥低磷條件下的生理指標分析，揭示了鹽芥PHT1家族多個基因的串聯重複在鹽芥磷高效吸收中的重要作用。通過鹽芥和擬南芥PT基因啟動子結構與功能研究及PT基因在鹽+低磷脅迫下的表達模式的差異分析，發現了若干鹽脅迫下鹽芥特異表達的PT基因包括ThPht1;5、ThPht1;9、ThPht2;1、ThPht4;2 和ThPht4;4等。接著，我們通過分子遺傳學方法對其中的ThPht1;5和ThPht1;9基因的功能和調控因子進行了深入研究。利用獲得的沉默和過表達轉基因株系進行低磷和鹽處理的生理生化指標測定，初步結果顯示ThPht1;5和ThPht1;9在鹽脅迫下的鹽芥低磷回響中發揮重要作用，該項目獲得的這些遺傳材料為進一步研究ThPht1;5和ThPht1;9作用機理奠定了基礎。同時，通過對ThPht1;5和ThPht1;9啟動子進行分析檢測，預測了多個調控ThPht1;5和ThPht1;9表達的轉錄因子，並通過酵母單雜交方法鑑定到了三個轉錄因子，初步揭示了鹽芥鹽脅迫下磷高效吸收利用機理。以上研究為抗鹽、耐低磷作物的遺傳改良提供了潛力基因資源，為深入揭示植物在鹽脅迫下磷吸收利用機制奠定了良好的基礎。
