1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1 课题意义
磷(p)是植物生长和发育最重要的大量元素之一。p作为磷脂和核酸中的结构元素,在能量代谢、酶活性调节和信号级联转导中具有重要的生物学功能[1-2]。尽管土壤中磷的总含量比较高,但由于矿化和固定过程,其生物利用率通常很低[3]。就我国而言,土壤的总磷浓度大部分在0.23-0.36 kg/㎡以上,但由于土壤化学作用(比如交换性钙和碳酸钙),使得磷沉淀,导致有效磷浓度下降,我国近半数土壤有效磷浓度在0-0.18 g/㎡[4],其中无机磷(正磷酸盐,pi)是p可以被植物吸收的唯一形式[5]。多种因素,如微生物活性、ph值和阳离子丰度,可以通过促进其转化为不容易被植物吸收的化学形式来限制pi的可用性。因此,低有效性磷是许多生态系统中植物生长和发育的主要限制因素之一,也是碱性和酸性土壤中农业生产力的主要制约因素[6]。土壤中较低的可利用磷(p)限制了自然和农业生态系统中的植物生长和生产力[1]。事实上,低可利用性磷限制了世界60%以上耕地的作物产量[7]。
植物目前已经进化出广泛的适应性策略,通过严格控制的生化、代谢、发育策略,使它们能够在土壤pi限制条件下,最大限度地从根际活化并吸收土壤的磷元素,其大致可分为三种主要类型:(1)生化响应:包括酸性磷酸酶[8]、核酸酶和有机酸释放的增强等,它们可以将磷从不溶性无机物中溶解,从土壤有机物质中释放,增加根系对有机和无机pi的利用能力;(2)生理响应:包括通过激活高亲和力磷转运蛋白,从磷脂中回收pi,以及从源组织到库组织再分配pi[9-10],来优化pi摄取和利用;(3)发育响应:与共生菌产生菌根,根毛的增加,特别是根系形态构型的重塑,以提高植物自身的土壤勘探能力,尤其是pi富集的土壤顶层,从而导致pi吸收增加[11]。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标
1.1 鉴定调控拟南芥pht1;4基因表达的新成员
1.2 确定对pht1;4转录及翻译后水平调控的新蛋白
3. 研究的方法与方案
1. 研究方法
1.1植株材料
本课题所用到的拟南芥材料共有以下几种:col-0、pht1;1/pht1;4、pht1;1/propht1;4::pht1;4-gfp、以pht1;1/propht1;4::pht1;4-gfp为背景的ems诱变群体。
4. 研究创新点
1.具有易于表型筛选的突变体系统和合适的筛选条件
2.筛选出调控拟南芥重要磷转运蛋白PHT1;4的新成员及参与PHT1;4磷转运途径的新成员
5. 研究计划与进展
2019.12-2019.4
1.突变体筛选:
对118个库进行筛选;
