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磷是酸性土壤中作物生产的主要限制因子。植物对磷的吸收主要是由Pht1家族磷转运蛋白介导的,因此,Pht1家族磷转运蛋白对植物磷效率十分重要。本研究利用现代生物信息学和分子生物学技术,克隆了大豆Pht1家族磷转运蛋白基因,并对其分子特征、磷吸收动力学特征和表达模式进行了分析:对其中菌根特异表达的GmPT8的功能进行了初步研究。主要结果如下: 1、利用已知水稻和拟南芥Pht1家族磷转运蛋白基因序列在大豆基因组数据库里进行同源比对,获得14个大豆Pht1家族磷转运蛋白基因,根据其所在的染色体的顺序,依次命名为GmPT1~GmPT14。 2、GmPT1~GmPT14翻译氨基酸数量在502-aa(GmPT6)至539-aa(GmPT11)之间。系统进化树分析表明,供试14个大豆磷转运蛋白和来自于拟南芥、苜蓿和水稻中的Pht1家族磷转运蛋白有相似的进化分支,在遗传上有较高的相似性。 3、酵母功能互补实验显示:随机筛选的4个GmPTs(GmPT6、GmPT8、GmPT9和GmPT12)转化子酵母生长的最佳pH值为6;GmPTs能部分恢复高亲和磷转运蛋白基因缺失突变酵母菌株MB192在低磷条件下对磷的吸收;除GmPT6和GmPT10外,其它GmPTs Km在19.3μM至128.7μM之间,属于高亲和磷转运蛋白。 4、基因表达模式分析表明:在所测试的根、茎、叶和花上都有相应基因的较高表达,但在荚和种子中的表达量都较低。在低磷处理下,除GmPT10外,其它基因在不同的部位受磷诱导或增强表达;植物体内的营养元素平衡存在交互作用,缺氮、缺钾、缺铁胁迫调控了部分大豆磷转蛋白基因的表达;菌根材料RT-PCR结果显示GmPT8和GmPT9受菌根诱导表达、GmPT10为菌根增强表达。 5、接种Gmosseae可以提高大豆对Ca-P的利用,+M条件下RNA干涉GmPT8减少了植株的干重:初步说明GmPT8在大豆菌根磷吸收途径中起到了重要作用。 综上所述,本研究克隆了大豆Pht1家族14个磷转运蛋白基因,利用酵母突变体功能互补实验分析了这些转运蛋白对磷的吸收特征;利用RT-PCR对其进行了表达模式分析,筛选到了2个菌根特异表达的磷转运蛋白基因,并初步分析了GmPT8在大豆菌根途径吸收磷过程中的作用,为今后深入分析大豆磷转运蛋白基因的功能提供了有用的信息。