磷作为植物必需的大量元素之一，在植物生长发育过程中起着重要作用。在植物种子形成过程中，由于其积累的磷素养分超过了细胞代谢所需，因此高等植物将这些过剩的磷合成为植酸。大量研究表明，植酸可与钙、镁、铁、锌等金属元素络合，最终以植酸盐的形式储存在作物籽粒中，因此植物种子中的磷含量与其他金属元素含量有密切关系。　　以往对于植酸的研究主要是一些体外试验，而对水稻种子中植酸的研究主要集中在通过改变植酸合成途径关键基因降低植酸含量，以改善稻米品质和中微量元素的生物有效性。如通过干扰肌醇或肌醇磷酸盐的代谢，而并非通过干扰磷的代谢过程获得低植酸种子。本实验室以往的研究表明磷转运蛋白基因OsPT8参与了水稻整个生育期的磷酸盐吸收与转运，尤其在发育后期能通过对植物体内磷酸盐转运的调控影响磷从营养器官向生殖器官的转运，是研究水稻籽粒灌浆、营养、品质等生理参数的重要基因。然而，OsPT8基因对水稻种子中植酸和中微量元素的影响尚不清楚。本试验应用胚乳特异启动子（GluB-1）和地上部特异启动子（RISBZ1）在水稻中选择性地沉默OsPT8的表达（分别命名为EnSRi和SSRi），并结合本实验室已有的OsPT8超表达材料(Oe)，研究改变OsPT8基因的表达对水稻种子中的植酸和中微量元素的影响。具体研究结果如下:　　1.对地上部特异沉默材料SSRi、胚乳特异沉默材料EnSRi和OsPT8超表达材料Oe种子中总磷含量变化分析发现，OsPT8在地上部和胚乳中特异性的沉默降低了单粒种子中总磷的含量，但磷浓度与野生型相比没有显著差异。对植酸含量变化的分析发现，植酸的含量与种子中总磷的含量变化并非呈一致性。在种子灌浆期，过量表达OsPT8使过多的磷积累在种子中，抑制了植酸的合成，其种子中植酸磷浓度与野生型相比降低了6％～13％;而地上部沉默OsPT8抑制了磷从营养器官向生殖器官的再转移，则促进了植酸的合成，其植酸磷含量比野生型提高了8.7％;只在胚乳中沉默OsPT8，对磷向种子中的转运和植酸的合成无显著影响。　　2.为了更好的了解改变OsPT8基因的表达对种子中植酸合成产生的影响，我们通过分子水平检测了材料中的植酸合成途径中关键基因的变化。对地上部沉默材料SSRi后期种子（扬花后第28天）中OsPT8基因及植酸合成的关键基因定量检测发现，OsPT8基因沉默效果显著，与野生型相比下调71％～96％。植酸合成关键基因肌醇-1-磷酸合酶基因（R1NO1）、1，3，4-肌醇三磷酸-5/6-激酶基因（OsITP5/6K-4、1，3，4，5，6-肌醇五磷酸-2-激酶基因（OsIPK1）与野生型相比均明显下调，其中RINO1与野生型相比下调22％以上;OsITP5/6K-4比野生型下调约40％，OsIPK1与野生型相比下调40％～80％;而胚乳特异沉默材料EnSRi前期种子（扬花后第14天）中OsPT8沉默效果显著达55％～80％，而前期植酸合成酶基因RINO1、OsITP5/6K-4、OsIPK1与野生型相比均显著上调，其中RINO1、OsITP5/6K-4均比野生型上调3-4倍，OsIPK1上调2-3倍;胚乳特异沉默材料EnSRi后期种子中OsPT8的表达量与野生型相比并没有显著地沉默效果，植酸合成关键基因与野生型相比亦没有显著差异。　　3.为了研究改变OsPT8基因的表达对水稻种子中微量元素的影响，我们对三个不同材料中的钙、镁两种中量元素和铁、锌、铜三种微量元素含量进行测定。材料中铁、锌含量分析表明水稻种子中铁含量与锌含量呈正相关，这种相关性不受磷与植酸磷含量的影响;SSRi材料中植酸的合成效率显著提高后，铁含量也显著提高，铁浓度比野生型高出41％以上;EnSRi材料中植酸的合成效率没有显著差异，EnSRi材料中锌与铁的含量与磷含量呈负相关关系，植酸和总磷的浓度变化显示与野生型有一定差异，而植酸磷占总磷的比例没有变化;过量表达OsPT8种子中铁与锌含量分析表明，植酸含量降低的时候，铁与锌含量与野生型相比没有显著降低，维持了动态平衡;对镁含量的分析发现，SSRi与EnSRi水稻种子中植酸含量丰富时，镁含量与植酸含量成正比，其中SSRi材料中镁浓度比野生型上升39％以上，EnSRi材料中镁浓度与野生型相比平均升高20％而超表达材料中因为植酸合成降低时镁含量保持动态平衡;对三个材料铜含量分析发现三个材料中铜含量与野生型相比均没有显著变化;而对材料中钙含量的分析发现水稻种子中的钙含量与总磷浓度正相关。