水稻根系中磷高效吸收和利用相关基因表达对低磷胁迫的应答

发布时间：2019-01-09 08:20

【摘要】：研究水稻耐低磷机制,对高效利用土壤磷的水稻品种改良具有重要意义。应用基因芯片和qRT-PCR技术,分析了耐低磷水稻品种仪2434和低磷敏感品种通粳981根系中磷高效吸收和利用相关基因表达对低磷胁迫的应答。水稻叶片磷含量的测定结果表明,低磷胁迫下仪2434的叶片磷含量较对照降幅小,这表明仪2434较通粳981具有更强的磷素吸收利用能力。基因芯片检测结果表明,在低磷胁迫下的仪2434根系中,PHR1、osa-miR399s和SPXs基因的表达诱导、激活磷饥饿信号途径;APA、PAPs、MPE、PA、PEPC和VDAC1、C4-DT/MAT等基因的表达诱导,增强有机磷水解酶和有机酸的合成和分泌,促进介质中难溶性磷的活化;OsPT2、OsPT6基因的表达诱导,促进仪2434根系对磷的高效吸收。qRTPCR检测结果表明,仪2434根系中与磷饥饿信号转导、磷活化、磷高效吸收相关的8个代表性基因(PHR1、SPX、PAP、APA、PEPC、MFS、OsPT2、OsPT6)的表达水平均随低磷处理时间的延长呈逐步增高的趋势;经低磷处理后,所检测的8个基因在仪2434根系中的转录水平均显著高于其在通粳981根系中的转录水平,PHR1、APA、OsPT2在通粳981根系中的表达诱导作用不明显,且仪2434根系组织和根系分泌的酸性磷酸酶活性较通粳981增强更显著,这可能是仪2434较通粳981对低磷胁迫有较高耐性的主要机制之一。
[Abstract]:It is of great significance to study the mechanism of low phosphorus tolerance in rice. The response to low phosphorus stress was analyzed by gene chip and qRT-PCR technique in the roots of rice cultivar Yi 2434 and sensitive variety Tongjing 981. The results showed that the phosphorus content of Yi 2434 leaves was lower than that of control under low phosphorus stress, which indicated that Yi 2434 had stronger phosphorus absorption and utilization ability than Tongjing 981. The results of gene chip analysis showed that the expression of PHR1,osa-miR399s and SPXs genes induced phosphorous starvation signal pathway in Yi 2434 root system under low phosphorus stress. The expression of APA,PAPs,MPE,PA,PEPC and VDAC1,C4-DT/MAT enhanced the synthesis and secretion of organophosphorus hydrolase and organic acid, and promoted the activation of insoluble phosphorus in the medium. The results of qRTPCR analysis showed that there were eight representative genes (PHR1,SPX,PAP,APA,PEPC,) related to phosphorous starvation signal transduction, phosphorus activation and phosphorus uptake in the root system of instrument 2434. The expression level of MFS,OsPT2,OsPT6 increased gradually with the prolongation of the time of low phosphorus treatment. After treatment with low phosphorus, the transcription level of 8 genes detected in Yi 2434 root system was significantly higher than that in Tongjing 981 root system, but the expression and induction of PHR1,APA,OsPT2 in Tongjing 981 root system was not obvious. The activity of acid phosphatase secreted by root tissue and root system of Yi 2434 was significantly higher than that of Tongjing 981, which may be one of the main mechanisms of higher tolerance to low phosphorus stress in Yi 2434 than in Tongjing 981.
【作者单位】： 扬州大学生物科学与技术学院;江苏润扬种业有限公司;
【基金】：农业公益性行业科研专项(201103007)
【分类号】：S511

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本文编号：2405369