【摘 要】
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锌（Zn）是生物体生长发育的必需微量元素,在许多生理过程中发挥重要的作用。缺Zn会对生物体造成严重的损伤,但过量的Zn也会对其产生毒害作用,因此必须严格控制生物体内Zn离子的平衡。锌铁转运蛋白（ZIP）是一类重要的Zn离子转运蛋白,参与Zn的吸收和转运等过程。本研究围绕ZIP家族成员的OsZIP5展开功能研究,探究其在Zn吸收或转运上发挥的作用。主要结果如下:1.OsZIP5在Zn吸收缺陷型酵母突
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锌（Zn）是生物体生长发育的必需微量元素,在许多生理过程中发挥重要的作用。缺Zn会对生物体造成严重的损伤,但过量的Zn也会对其产生毒害作用,因此必须严格控制生物体内Zn离子的平衡。锌铁转运蛋白（ZIP）是一类重要的Zn离子转运蛋白,参与Zn的吸收和转运等过程。本研究围绕ZIP家族成员的OsZIP5展开功能研究,探究其在Zn吸收或转运上发挥的作用。主要结果如下:1.OsZIP5在Zn吸收缺陷型酵母突变菌株zrt1zrt2中的功能互补实验证实了OsZIP5有Zn离子的转运活性。OsZIP5的吸收动力学实验发现OsZIP5的亲和常数Km值大约为8.3μmol/L,最大吸收速率约为270.3 mg kg-1DW h-1。2.RT-qPCR结果表明,OsZIP5主要在根、节点和节间表达。OsZIP5在根中的表达受Zn浓度的调控,缺Zn诱导OsZIP5的上调表达,而高浓度Zn抑制OsZIP5的表达。GUS染色显示OsZIP5在节点的木质部薄壁细胞特异表达。3.低浓度Zn处理下,oszip5突变体植株地上部、根部和基部茎的Zn浓度均高于野生型,但基部茎增加的幅度更大。与之一致的是田间oszip5突变体植株第I节点的Zn浓度也显著高于野生型。通过对oszip5突变体材料地上部、根和基部茎中ZIP家族各个成员的表达量检测,我们发现在根部特异表达的OsZIP9的表达水平显著上调。4.低浓度Zn处理下,OsZIP5超量表达植株地上部Zn浓度显著高于野生型;高浓度Zn处理下,其Zn浓度略低于野生型。OsZIP5超量表达植株根部Zn浓度在不同Zn处理下均显著高于野生型。另外,OsZIP5超量表达植株还出现了株高变矮、分蘖数减少等症状。综上所述,我们的研究结果表明,OsZIP5是一个高亲和的Zn离子转运蛋白,可能参与了Zn在节点的分配。
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