紫色酸性磷酸酶基因OsPAP26、ZmPAP10a及ZmPAP26的功能研究.pdf

1、缺磷是作物生長和產量的重要限制因素。研究水稻缺磷響應分子機制并培育磷高效水稻新種質，對減少磷肥施用、降低生產成本和保護環(huán)境意義重大。植物缺磷信號調控網絡已有了初步的架構，但利用已知基因進行磷高效分子改良尚不能達到預期效果，暗示該網絡中還有很多未知成員及機制。
　　前期我們系統地研究了缺磷信號調控網絡的終端—紫色酸性磷酸酶基因家族。通過對這些基因表達和啟動子的研究，發(fā)現AtPAP26的水稻同源基因OsPAP26不直接受到OsPHR2

2、的調控。本研究擬通過基因表達分析、OsPAP26超表達和抑制表達轉基因材料的生理、生化和表型分析等手段明確紫色酸性磷酸酶基因OsPAP26在磷素平衡中的功能。定量RT-PCR研究結果表明，OsPAP26在轉錄水平上不受缺磷和衰老信號的誘導;利用OsPAP26啟動子接GUS報告基因的載體，培育相應的轉基因水稻材料的GUS染色發(fā)現，OsPAP26基因在水稻的根、莖、葉中呈組成型表達，而且這種表達不受缺磷誘導。蛋白免疫印跡試驗表明，OsPAP

3、26的表達在蛋白水平上受到缺磷和衰老的調控，在缺磷條件下OsPAP26蛋白積累增加，同時該蛋白在衰老葉片中的積累量也增加。因而OsPAP26可能參與衰老葉片中磷的再利用。OsPAP26超表達提高了水稻體內和分泌型酸性磷酸酶活性，同時幫助水稻更多的利用外界環(huán)境中的有機磷營養(yǎng)。本研究還通過In-gel活性蛋白染色分析，確定了OsPAP26的特征條帶。
　　在對水稻PAP基因功能研究的基礎上，本研究還克隆了玉米紫色酸性磷酸酶Ia家族的Z

4、m PAP10a和ZmPAP26基因。利用農桿菌介導的轉基因方法，我們獲得了相應的超表達轉基因玉米并通過分子檢測證實了其超表達效果?；钚阅z染色表明，與野生型相比，ZmPAP10a和ZmPAP26超表達株系中各自增加了一條特異的酸性磷酸酶條帶。酸性磷酸酶的定量分析發(fā)現,ZmPAP10a超表達株系根部的酸性磷酸酶活性也顯著提高，從而植株體內磷含量也較對照顯著提高。ZmPAP26特異的酸性磷酸酶帶，15和17號轉基因株系的體內及根表酸性磷酸酶