磷高效水稻根系響應(yīng)低磷脅迫的生理特性與相關(guān)蛋白研究.pdf

1、水稻磷效率存在廣泛的基因型差異，篩選和培育磷高效基因型是緩解磷礦資源缺乏和提高磷肥利用效率的有效途徑之一，研究和闡明水稻適應(yīng)低磷脅迫的營養(yǎng)生理機(jī)理和分子機(jī)制是磷高效水稻選育的基礎(chǔ)，意義重大。本研究在前期材料篩選的前提下，通過溶液培養(yǎng)試驗(yàn)研究不同磷效率水稻在低磷脅迫下根系活力、根際酸化以及根系分泌的碳水化合物及其生物量積累的差異，并以磷高效吸收基因型水稻為材料，研究在低磷脅迫下該水稻根系蛋白質(zhì)的差異表達(dá)，主要研究結(jié)果如下： 1.低

2、磷脅迫對(duì)不同磷效率水稻的根際酸化、根系活力及根系碳水化合物分泌的影響 磷高效吸收型IR71331和磷低效IR20在低磷脅迫下：生物量下降，并且地上部受抑制的程度大于地下部，IR71331的根冠比增加程度較大；培養(yǎng)液pH值下降，初始時(shí)段酸化作用較弱，隨時(shí)間的延長而顯著增強(qiáng)，在96 h達(dá)到最低點(diǎn)，其中IRTl331降低了1.69個(gè)單位；根系活力下降，IR71331相對(duì)于對(duì)照下降較小，為43.8％；從所分泌碳水化合物下降，IR7133

3、1下降的幅度較小，有機(jī)碳占總碳分配比例上升，表明IR71331具有較強(qiáng)的低磷耐受性。 低磷脅迫下磷高效吸收型之所以具有較高的磷吸收能力是與其較強(qiáng)的根系的氧化能力和較高的分泌含量所形成的強(qiáng)根際的酸化能力有關(guān)。 2．磷高效吸收型水稻根部蛋白質(zhì)的差異表達(dá) 磷高效吸收型水稻IR71331在低磷脅迫后的3 d和6 d根部蛋白2-D圖譜中，共發(fā)現(xiàn)29個(gè)蛋白質(zhì)在不同脅迫時(shí)期發(fā)生了差異表達(dá)，其中10個(gè)差異表達(dá)蛋白質(zhì)經(jīng)MALDI-

4、TOF/MS分析和數(shù)據(jù)庫檢索得到鑒定。根據(jù)蛋白功能進(jìn)行歸類，可分為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)蛋白、基因表達(dá)相關(guān)蛋白、代謝相關(guān)蛋白及離子轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白。這些蛋白分別參與了信號(hào)識(shí)別、mRNA的剪接、信號(hào)傳遞、信號(hào)調(diào)控、蛋白質(zhì)降解、細(xì)胞體內(nèi)離子轉(zhuǎn)運(yùn)和平衡及蛋白質(zhì)穩(wěn)定等抗逆生理反應(yīng)。 本研究發(fā)現(xiàn)了差異表達(dá)的絲氨酸蛋白酶抑制劑和類似MYB類轉(zhuǎn)錄因子，它們可能與水稻響應(yīng)低磷脅迫密切相關(guān)，我們將對(duì)它們進(jìn)行進(jìn)一步確證和研究。這些蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，為我們采用功能克隆