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作为植物生长和发育所必需的第二大营养元素,磷的缺失势必会引起植物产生一系应答反应,这些反应被统称为低磷反应。磷转运体的低磷诱导表达是植物应对低磷胁迫的重要应答机制。在所有磷转运体中,主要在根部表达的PHT1家族转运体受到的影响最为直接。另外,植物在面对低磷胁迫时,其体内生理生化反应也会发生相应的变化,例如根系形态的改变,内源性保护酶活性的变化,都是植物适应低磷环境的必要措施。为了研究低磷环境对桑树的影响,我们从鲁桑(Morus multicaulis)磷转运基因入手,选择双亲和性的MaPHT1;4基因、高亲和性的MaPHT1;7基因和低亲和性的MaPHT1;9基因作为研究对象。首先采用克隆技术获得这三个磷转运基因的DNA序列,并使用多种生物信息学方法对该三个序列的结构及同源性进行分析;然后运用实时荧光定量PCR实验方法分析三个磷转运基因在P40、P20、P10、P0四个磷浓度水平下的表达模式;根据低磷标记基因MaPHT1;4在低磷(P10)和缺磷(P0)环境下的表达结果,结合桑苗在低磷胁迫下的生理生化反应确定桑树低磷胁迫转录组的测定的最佳时机;进而对低磷胁迫转录组数据进行分析验证,初步探索了解桑树应对低磷胁迫的转录水平调控机制。取得的主要结果如下:1.桑树中MaPHT1基因具有非常强的保守性。三个桑树MaPH1基因的核酸及氨基酸序列进行结构分析结果显示,DNA序列长度、蛋白的大小和高级结构都有很大的相似性,另外同源性对比分析显示MaPHT1与其它植物物种的PHT1同源相似度都很高,特别是与川桑(Morus notabilis)相比,相似性均高达98%。2.低磷胁迫诱导桑树中MaPH1基因表达。不同磷水平下桑树MaPH1基因表达模式分析结果显示,受低磷诱导的桑树MaPHT1;4和MaPHT1;7基因表达量明显高于受高磷条件诱导的低亲和性的MaPHT1;9基因。3.桑树低磷胁迫下呈现出一定的抗逆性。桑树低磷胁迫下生理生化实验结果显示,桑苗根部的形态发生了改变,桑叶中保护酶的活性变化也很大,这是桑树具有较强耐低磷能力的直接证明。4.桑树通过转录水平的正向和负向调控应对低磷胁迫。在测得的转录组数据中,上调和下调的差异基因涉及的生物通路非常广泛,植物正是通过对这些基因转录水平的调控来应对低磷胁迫的。