【摘要】：磷是植物生長發(fā)育重要的礦質元素,也是核酸、磷脂和ATP等生物分子的關鍵成分。土壤中磷的存在方式有很多種,但分布不均而且常以難溶性化合物形式存在,難以滿足植物的生長需求。植物PHT1基因家族主要調控植物根系對土壤中磷的吸收以及植物體內細胞間磷的轉運。因此,為了提高植物在磷缺乏時的耐受力,獲得能夠高效吸收利用磷的植株,本研究從對非生物脅迫有高耐受力的鹽芥中,克隆到2個PHT1基因,并將其轉入植物體內,以探討基因功能并獲得具有耐低磷脅迫的植株。本論文在前期研究基礎上,通過實時定量PCR分析鹽芥PHT1基因家族14個成員在鹽芥體內的表達模式,篩選并克隆了低磷條件下高表達的Thhalv10003186m和Thhalv10009424m,分別命名為TsPHT1;1和TsPHT1;8基因。通過農桿菌介導,轉化擬南芥和大豆,獲得了轉35S:TsPHT1;8的擬南芥、轉35S:TsPHT1;1的擬南芥和大豆。用不同磷濃度的培養(yǎng)基處理轉35S:TsPHT1;8擬南芥,測定其根長、側根密度、磷含量等。結果發(fā)現,與野生型植株相比,轉基因植株的根長和磷含量等在低磷環(huán)境中均有增加,側根密度有所下降。用不同磷濃度的Hoagland營養(yǎng)液處理轉35S:TsPHT1;1的擬南芥和大豆。結果發(fā)現,受低磷脅迫時,轉基因植株的生長狀況優(yōu)于野生型,葉片中總磷和無機磷含量也顯著提高。綜上所述,在低磷條件下,鹽芥TsPHT1;1和TsPHT1;8基因可以提高擬南芥和大豆吸收磷的效率,增強轉基因植株耐低磷脅迫的能力。本研究不僅為進一步闡明植物PHT1基因對磷素吸收利用的調控機理奠定了基礎,也為獲得磷高效利用型轉基因植物提供了兩種有潛力的候選功能基因。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：Q943.2
【圖文】：

圖 2-1 鹽芥 Thhalv10003186m 和 Thhalv10009424m 基因在地上部分的定量分析Figure 2-1 Quantitative analysis of Thhalv10003186m and Thhalv10009424m genes in theThellungiella salsuginea shoots根據圖 2-1 至 2-4 可知，14 個鹽芥 PHT1 基因家族的成員在地上部分表達情況。Thhalv10003186m 和 Thhalv10009424m 這 2 個基因的表達量均隨著處理時間的增加呈現先增加后下降的趨勢，見圖 2-1。其中，Thhalv10003186m 基因在 0 μM和 50 μM 磷濃度處理 12 h 后開始大量表達，并顯著高于對照，在兩種磷濃度處理 24 h 時表達量達到峰值，分別是對照的 73 倍和 7.75 倍，之后其表達水平隨著處理時間的增加而降低，處理 3 d 后，該基因的表達量分別下降到對照的 1.78 倍和 1.65 倍，而在 625 μM 磷濃度處理 48 h 后，該基因的表達量達到峰值，是對照的 1.71 倍；Thhalv10009424m 基因在不同磷濃度處理 12 h 后開始陸續(xù)表達，三種磷濃度處理 48 h 后表達量均達到峰值，且與對照差異明顯，分別是對照的22.01、5.06 和 3.03 倍，當處理時間為 3 d 時，該基因的表達量分別是對照的 2.97、2.48 和 1.85 倍。

圖 2-2 鹽芥 Thhalv10010274m、Thhalv10016497m 和 Thhalv10003340m 基因在地上部分的定量分析Figure 2-2 Quantitative analysis of Thhalv10010274m, Thhalv10016497 and Thhalv10003340mgenes in the Thellungiella salsuginea shootsThhalv10010274m 和 Thhalv10016497m 基因的表達量在不同磷濃度處理下均隨著處理時間的增加呈現先降低再升高再降低的趨勢，Thhalv10003340m 基因在0、50 μM 磷處理時也符合上述規(guī)律，而在 625 μM 磷處理時表達量呈現先降低再升高的趨勢，見圖 2-2。其中 Thhalv10010274m 基因在 0 μM 磷濃度處理 48 h 后開始大量表達并達到峰值，是對照的 1.8 倍，在 50 μM 和 625 μM 磷濃度處理后表達量均低于或接近對照；Thhalv10016497m 基因的表達量在 0 μM 和 50 μM 磷濃度處理 24 h 后開始大量表達并高于對照，在 625 μM 磷濃度處理后其表達量低于對照，其中該基因的表達量在 0 μM 磷濃度處理 48 h 后達到峰值是對照的 2.1倍，在 50 μM 磷濃度處理 24 h 后達到峰值是對照的 1.9 倍；Thhalv10003340m 基因在 0 μM 和 50 μM 磷濃度處理 48 h 后表達量達到峰值，分別是對照的 1.09 和

表達量隨著處理時間的增加呈現先降低后升高再降低的趨勢，見圖2-3。其中，Thhalv10003183m 基因在不同的磷濃度處理 24 h 后表達量均達到峰值并高于對照，分別是對照的 2.33、8.13 和 1.51 倍；Thhalv10018375m 基因的表達量在 0 μM 磷濃度處理 48 h 后達到峰值是對照的 1.22 倍，在 50 μM 磷濃度處理 24 h 后達到峰值是對照的 1.21 倍，而在 625 μM 磷濃度處理下其表達量都低于或接近對照。Thhalv10003187m 基因的表達量在不同磷濃度處理下均呈現先下降后增加的趨勢，該基因在不同磷濃度處理 48 h 后開始大量表達并高于對照的表達水平，處理 3 d 后其表達量到達峰值，分別是對照的 1.46、1.64 和 1.29 倍。

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