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磷是植物必需的大量营养元素之一,在植物生命活动中发挥重要的作用。植物通过磷转运体从土壤中吸收磷,在拟南芥中PHT1;1和PHT1;4是根系主要的磷转运蛋白,PH01负责磷从根部向冠部的转运。PHT1和PH01的转录受到精确的调控,以保证植物体内磷浓度的稳定。拟南芥WRKY转录因子家族有70多个成员,在植物响应生物和非生物胁迫过程中发挥着重要作用。本论文工作主要研究拟南芥WRKY家族转录因子WRKY42调控植物磷吸收和转运的机制。WRKY42特异定位于细胞核,并且能够结合W-box元件。WRKY42主要在根中表达,在低磷胁迫下表达量降低。WRKY42过量表达株系表现出与pho1突变体相似的低磷敏感表型,过量表达株系花青素含量高于野生型,冠部无机磷含量低于野生型。qRT-PCR结果显示WRKY42过量表达株系根中PHO1的表达量较野生型明显降低,wrlg42突变体根中PHO1的表达量与野生型相比略微升高。ChIP结果显示正常供磷条件下,WRKY42能结合到PHO1启动子上,在低磷条件下,这种结合作用被解除。以上结果说明WRKY42通过直接负调控PHO1的转录进而调节磷的转运。此外,在正常供磷条件下,WRKY42过量表达株系的根部无机磷含量和磷吸收能力较野生型明显升高,wrky42突变体则低于野生型。砷酸盐与磷酸盐结构类似,WRKY42过量表达材料表现出比野生型更严重的砷酸盐毒害表型,说明WRKY42能正向调控植物的磷吸收。qRT-PCR结果显示WRKY42过量表达株系根中PHT1;1的表达明显上调,而wrky42突变体根中PHT1;1的表达量略低于野生型。WRKY42能够直接结合到PHT1;1启动子上正调控PHT1;1表达,在低磷条件下,这种结合则被解除。在Super:WRKY42/pht1;1植株中,PHT1;1的功能缺失能消除WRKY42过量表达引起的根部磷含量增加、磷吸收能力加快以及砷毒害表型,进一步证明WRKY42通过调控P1起作用。以上结果证明WRKY42通过直接正向调控PHT1;1的表达来调节植物的磷吸收。在低磷胁迫条件下,ChIP结果显示WRKY42不能结合到PHO1和PHT1;1启动子上。进一步的蛋白降解实验发现:在低磷胁迫时,WRKY42蛋白通过26S蛋白酶体降解途径被降解。综上所述,本论文研究发现,在正常供磷条件下,拟南芥转录因子WRKY42通过正调控PHT1;1和负向调控PHO1的表达来调节植物的磷吸收和磷转运;低磷胁迫时,WRKY42转录水平降低且蛋白被26S蛋白酶体途径所降解,解除对PHO1和PHT1;1的调控。WRKY42在不同供磷环境维持植物磷稳态中起重要作用。