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植物对磷饥饿的反应研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
磷是构成生命的重要元素之一,也是土壤中有效性最低的一种营养元素。我国是世界上最大的小麦生产国。但是我国耕地中有59%的土壤缺磷。农作物的产量常受到缺磷的影响而受损。土壤缺磷并不是土壤中总磷量低,而是土壤中可供植物直接吸收利用的有效态磷含量低。植物在磷饥饿时会发生各种各样的变化,以尽最大可能满足自身对磷的需求。植物对缺磷的反应是一个复杂的网络过程。大约有100多个基因参与了植物对缺磷的反应。其中主要的有磷转运蛋白基因、核糖核酸酶基因、磷酸酶基因等。植物在吸收外界的磷的过程中磷转运蛋白发挥了重要作用。植物磷转运蛋白基因按照序列相似性可以划分为H+/Pi共转运家族(Pht1家族)和Na+/Pi共转运家族(Pht2家族)。按照吸收动力学的标准可以分为高亲和力磷转运蛋白和低亲和力磷转运蛋白两种。磷饥饿时植物对磷吸收能力的增强的原因之一是增加了磷转运蛋白分子的合成数目。目前尽管人们对植物吸收磷的理解已经有了长足的进步,但是在植物对磷的具体调控机制、磷的跨液泡膜运输等重要方面仍然没有明确的结果。 相似文献
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植物高亲和力磷转运蛋白Pht1家族是一类H2PO4-/H+共转运子,主要在根系中负责磷的吸收和转运,其表达受低磷调控,对该家族成员的研究有助于揭示磷的吸收和转运机制。根据水稻、拟南芥、大麦中磷转运蛋白基因的序列,预测出短柄草Pht1家族共有12个成员,分别命名为BRAdi;Pht1;1~BRAdi;Pht1;12,设计基因特异引物,对基因组和cDNA全长基因进行克隆、测序,通过对基因编码的氨基酸序列同源比对分析,构建了系统发生树,并利用实时荧光定量PCR技术对各基因成员的表达模式进行了分析。结果表明,预测到的成员具有Pht1家族的典型结构,成员间的同源性高,进化树分析将这12个同源基因分为不同的亚组,这些同源基因与大麦的同源性较高,其次是水稻,而与拟南芥的同源性最低。这些基因在不同的组织中表达量不同,在种子中的表达量最高,有5个基因在苗期根中的表达显著高于叶片。 相似文献
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磷素是植物生长和发育所必需的大量元素之一。现在研究表明OsPHR2,OsSPX1,OsmiR399,OsPHO,OsIPS1,OsIPS2,OsSIZ1,pht1家族等基因与水稻磷吸收信号调控和磷转运有关。目前研究表明OsPHR2,OsSPX1与其在拟南芥中的同源基因功能相似,水稻超表达OsPHR2和干涉OsSPX1都有富集磷的表型。Pht1家族的大部分基因都属于高磷亲和力转运蛋白。此文概述了近年来水稻磷信号途径研究进展,并对进一步研究做了展望。 相似文献
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植物Pht1家族磷转运子的分子生物学研究进展 总被引：7，自引：1，他引：6
植物磷转运子是植物磷营养中的重要蛋白之一。对植物磷转运子蛋白的拓扑结构、功能及其基因的调控和表达位点的研究,揭示了植物磷转运子各家族中各成员在磷代谢中的角色。植物磷转运子中Pht1家族是一类H2PO4-/H 共转运子,该家族主要成员在植物根系中负责磷的吸收、转运,其表达受磷调控,因此是研究得最为深入的植物磷转运子家族。本文总结了植物Pht1家族磷转运子的最新研究进展,讨论了植物磷转运、分配的分子机理,并指出今后研究的主要方向,为开拓改良植物磷效率的新思路提供依据。 相似文献
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陆地棉Pht1家族成员的全基因组鉴定及表达分析 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】磷是植物三大必需矿质元素之一,对植物的生长发育至关重要。Pht1家族的磷酸盐转运蛋白在植物磷吸收和转运方面具有重要作用,然而关于该基因的系统研究工作尚很少开展。本研究旨在进行Pht1家族成员全基因组鉴定和表达模式分析。【方法】通过生物信息学的方法对陆地棉Pht1家族成员的基因结构、编码蛋白质的结构、染色体定位、基因复制和表达情况等进行全面分析。【结果】(1)在陆地棉的基因组中共鉴定到17个磷酸盐转运蛋白基因(GhPT),其中A亚组包含8个GhPT,D亚组包含9个GhPT;(2)棉花GhPT蛋白之间序列相似性很高,并均具有12个疏水的跨膜区域;(3)进化分析表明这些GhPT蛋白主要聚为2大组(GroupⅠ和GroupⅡ),位于同一组的GhPT的编码基因大部分具有相似的内含子/外显子分布模式;(4)17个GhPT基因不均匀分布在A亚组和D亚组中的5条染色体上,串联复制和片段复制可能导致GhPT基因在陆地棉中的扩增;(5)表达模式分析表明,GhPT6和GhPT14在根中表达量最高,且同时响应低磷和低钾胁迫诱导并上调表达。【结论】这些结果将有助于深入了解Pht1家族基因的功能及离子信号途径相互作用的分子机制。 相似文献
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以AtPT1所编码的氨基酸序列做为检索序列,通过对GenBank NR数据库以及EMBI、DDBJ、PDB数据库进行检索,发现小麦、大麦、玉米、水稻和番茄等植物中具全长cDNA的33个Pht1家族磷转运体基因,包括马铃薯1个,苜蓿5个,辣椒3个,茄子2个,烟草2个,番茄2个,菜豆1个,玉米4个,大麦2个,小麦1个,水稻7个,大豆2个和木薯1个。利用生物信息学分析,首次将Pht1家族磷转运体基因保守特征序列确定为GGDYPLSATIMSE。对检索到的33个Pht1家族磷转运体蛋白进化关系分析表明,与AtPT1亲缘关系较近的双子叶植物磷转运体蛋白是木薯MePT1和GmPT2,关系较近的单子叶植物磷转运体蛋白是OsPHT8和OsPHT12。 相似文献
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旨在深入了解丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在植物吸收和转运磷元素方面的机制。本研究归纳了近年来关于AM真菌能够促使植物改善磷营养（如磷酸盐转运蛋白、磷酸酶基因等）相关的最新研究成果,着重分析了AM真菌的菌根吸收途径,总结了国内外关于AM真菌对水溶性无机磷、难溶性无机磷和有机磷等3种土壤磷存在形态下的利用机制。最后指出该领域仍存在的一些问题以及未来的研究侧重点。 相似文献
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采用PCR方法分别从玉米郑单958基因组DNA及RNA中克隆了菌根共生磷酸盐转运蛋白基因ZmPT6,序列分析表明,ZmPT6基因全长cDNA 1 665 bp,包括一个长97 bp的内含子;编码554个氨基酸,属于Pht1家族成员,由12个疏水的跨膜结构域组成.并构建了35S启动子驱动的植物正义、反义及RNAi表达载体,为下一步玉米的遗传转化及ZmPT6基因的功能研究奠定了基础. 相似文献
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植物K+吸收转运的分子机制研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
K 在植物的生命活动中发挥着十分重要的作用。植物对K 的吸收,可分为高亲和吸收与低亲和吸收两个组分。在分子水平上,高亲和吸收主要由KUP/HAK/KT及HKT家族的K 转运蛋白来承担;而Shaker、KCO等家族的K 通道蛋白,则主要在植物的低亲和吸收中发挥重要作用。在高等植物K 吸收转运的分子机制的研究中,KAT1及AKT1是两个最先克隆出来的K 通道基因。植物中最先克隆出来的高亲和K 转运体基因,是小麦的HKT1。在棉花的生长发育过程中,K 的作用十分关键。棉花的K 转运蛋白GhKT1在棉纤维的发育中至关重要。综述了高等植物K 吸收运转及调节的分子机制研究方面的最新进展,并对研究的前景进行了展望。 相似文献
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植酸酶基因PhyA对陆地棉产量性状的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
在人工控制(培养基、水培、沙培)条件下,植酸酶基因PhyA具有分解利用培养基质植酸磷、提高磷素利用效率的功能,但在田间的表现目前尚未明确。在前期完成的PhyA转基因陆地棉新材料盆栽试验基础上,将其种植在田间条件下,研究PhyA基因对棉花产量性状的影响。结果表明,部分转基因棉花新材料的单株结铃数、铃重、衣分、籽棉产量、皮棉产量与野生型对照存在显著差异,PhyA在田间条件下具有改良转基因棉花部分产量性状的能力。在此基础上,遴选出2个转PhyA棉花优良新品系G3、G2,可用作今后转植酸酶基因棉花新品种培育的基础材料。 相似文献
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磷是构成生命的重要元素之一,也是土壤中有效性最低的一种营养元素。农作物的产量常受到缺磷的影响而受损。研究植物对磷饥饿的反应对于培育耐低磷农作物、减轻农民大量施磷肥的负担具有重要意义。将单基因拟南芥突变体与野生型进行比较是从分子到生理研究植物功能的一种理想方法。目前广泛应用的突变体主要有磷转运功能缺陷突变体、有机酸分泌功能缺失突变体、为研究某一特定基因功能而创造的突变体和根部形态突变体四类。它们在研究植物体内磷的转运、代谢、对磷的吸收和验证基因功能等方面发挥了重要作用。但是,在植物对磷饥饿的反应中,磷的跨液泡膜运输、植物对磷的具体调控机制等重要问题目前还没有明确的结果。如何创造针对性强的筛选方法,诱导筛选更多的专一突变体是将来解决这些问题的一个基本途径。 相似文献
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植物中镉及其螯合物相关转运蛋白研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
镉是一种毒性极强的重金属污染物,土壤和大气中的镉通过植物根和叶的吸收在其体内积累。镉不仅影响植物的正常生理代谢过程,严重降低作物产量和品质,还可通过食物链的传递和富集危害人类身体健康。镉胁迫条件下植物会通过一系列的生理反应来减轻镉损伤,其中镉及其螯合物相关转运蛋白在植物抗镉毒害中起重要作用。金属转运蛋白是一类位于植物组织膜上的运输蛋白,其参与金属元素的吸收、转运和区隔过程。目前利用基因工程和现代分子生物学技术,已经鉴定出一系列镉及其螯合物相关转运蛋白,主要包括锌/铁转运蛋白（ZIP）、天然抗性相关巨噬细胞蛋白（NRAMP）、重金属ATP酶（HMA）、金属耐受蛋白（MTP）、阳离子交换体（CAX）、ATP结合盒转运蛋白（ABC）、黄色条纹转运蛋白（YSL）等家族。本文从植物细胞、亚细胞水平综述与镉吸收和转运相关的转运蛋白的分子生物学研究进展,为更好地了解镉在植物体内的差异积累原理、植物抗镉毒害机理和植物吸收转运镉的分子机制提供理论依据。 相似文献
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S. K. Singh G. B. Badgujar V. R. Reddy D. H. Fleisher D. J. Timlin 《Journal of Agronomy and Crop Science》2013,199(6):436-448
Phosphorous deficiency in soil limits crop growth and productivity in the majority of arable lands worldwide and may moderate the growth enhancement effect of rising atmospheric carbon dioxide (CO2) concentration. To evaluate the interactive effect of these two factors on cotton (Gossypium hirsutum) growth and physiology, plants were grown in controlled environment growth chambers with three levels of phosphate (Pi) supply (0.20, 0.05 and 0.01 mm ) under ambient and elevated (400 and 800 μmol mol?1, respectively) CO2. Phosphate stress caused stunted growth and resulted in early leaf senescence with severely decreased leaf area and photosynthesis. Phosphate stress led to over 77 % reduction in total biomass across CO2 levels. There was a below‐ground (roots) shift in biomass partitioning under Pi deficiency. While tissue phosphorus (P) decreased, tissue nitrogen (N) content tended to increase under Pi deficiency. The CO2 × Pi interactions were significant on leaf area, photosynthesis and biomass accumulation. The stimulatory effect of elevated CO2 on growth and photosynthesis was reduced or highly depressed suggesting an increased sensitivity of cotton to Pi deficiency under elevated CO2. Although, tissue P and stomatal conductance were lower at elevated CO2, these did not appear to be the main causes of cotton unresponsiveness to elevated CO2 under severe Pi‐stress. The alteration in the uptake and utilization of N was suggested due to a consistent reduction (18–21 %) in the cotton plant tissue N content under elevated CO2. 相似文献
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植物硅转运蛋白的研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
在概括高等植物体内硅含量、形态、分布及作用等特征的基础上,分析了硅吸收部位、吸收机制以及水稻硅吸收突变体筛选的研究,详细综述了到目前为止在4种高等植物中发现的9种（其中水稻OsLsi1、OsLsi2、OsLsi6,玉米ZmLsi1、ZmLsi2、ZmLsi6,大麦HvLsi1和HvLsi2,南瓜CmLsi1）硅转运蛋白的吸收转运活性等特征,从植株水平上归纳了水稻、玉米和大麦体内多种硅转运蛋白分工合作的硅吸收转运机制。为了加深了解硅转运蛋白及其机理亟待拓宽研究对象。 相似文献
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Journal of Crop Science and Biotechnology - Since phosphite (Phi) cannot replace phosphate (Pi) as source of phosphorus (P) for plants, and grain crops might experience P deficiency after anthesis,... 相似文献