【摘 要】
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在植物中磷是不能缺少的重要营养元素,不仅是植物细胞的主要组成成分,还参与细胞中一系列生理生化反应,如信号传导、酶促反应等。在自然界中,植物为了适应低磷胁迫环境,其自身进化出了一系列适应性机制,包括转录因子的转录水平调控和转录后的蛋白调控。WRKY转录因子和SPX蛋白已在多种植物中被报道参与磷饥饿响应的信号转导,但是有关WRKY转录因子和SPX蛋白在大豆磷代谢及磷平衡方面的研究还比较少。因此,本研究
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在植物中磷是不能缺少的重要营养元素,不仅是植物细胞的主要组成成分,还参与细胞中一系列生理生化反应,如信号传导、酶促反应等。在自然界中,植物为了适应低磷胁迫环境,其自身进化出了一系列适应性机制,包括转录因子的转录水平调控和转录后的蛋白调控。WRKY转录因子和SPX蛋白已在多种植物中被报道参与磷饥饿响应的信号转导,但是有关WRKY转录因子和SPX蛋白在大豆磷代谢及磷平衡方面的研究还比较少。因此,本研究首先通过荧光定量分析筛选到大豆中响应低磷胁迫的GmWRKY23、GmSPX7和GmSPX8基因,然后进行基因克隆并研究其功能。获得主要结果如下:1.在低磷胁迫下,相比于野生型拟南芥（WT）,GmWRKY23过表达转基因拟南芥的生长发育受到了抑制,表现为侧根变少,地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重、地下部干重、无机磷（Pi）含量显著降低;在全磷条件下,GmWRKY23过表达转基因拟南芥的生长发育同样受到了抑制,表现为侧根变少,地下部鲜重和地下部干重显著降低。在低磷胁迫下,相比于pCAMBIA3301-GFP空载对照,GmWRKY23过表达转基因大豆毛状根中总磷（P）含量和锌（Zn）含量显著降低。在低磷胁迫下,相比于亲本受体,GmWRKY23过表达转基因大豆的生长发育受到了抑制,表现为侧根变少,地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重、地下部干重、根和叶中Pi含量、净光合速率显著降低,花青素含量显著升高,表现出对低磷敏感的性状;在全磷条件下,GmWRKY23过表达转基因大豆的生长发育同样受到了抑制,表现为侧根变少,地上部鲜重、地上部干重和地下部干重显著降低。以上结果表明GmWRKY23基因可能在大豆响应低磷胁迫的调控网络中发挥负向调控作用。2.在低磷胁迫下,相比于野生型拟南芥,GmSPX7过表达转基因拟南芥的生长发育受到了抑制,表现为侧根变少,地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重、地下部干重和Pi含量显著降低;相比于pCAMBIA3301-GFP空载对照,GmSPX7过表达转基因大豆毛状根中P含量显著降低。以上结果表明GmSPX7基因可能在大豆响应低磷胁迫的调控网络中发挥负向调控作用。3.在低磷胁迫下,相比于野生型拟南芥,GmSPX8过表达转基因拟南芥的侧根变多,主根变长,地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重、地下部干重、根冠比和Pi含量显著升高;相比于pCAMBIA3301-GFP空载对照,GmSPX8过表达转基因大豆毛状根中P含量显著升高。以上结果表明GmSPX8基因可能在大豆响应低磷胁迫的调控网络中发挥正向调控作用。
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