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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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植物Pht1家族磷转运子的分子生物学研究进展 总被引：6，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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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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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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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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植物吸收运转氨基酸的分子机制进展 总被引：3，自引：0，他引：3
《分子植物育种》2017,(12)
氨基酸作为含氮的小分子有机化合物是植物生长和发育所必需的营养物质,吸收和利用土壤中的氨基酸,也是其获得氮源的方式之一,不同种类的氨基酸吸收后在植物体内也具有不同的生理效应。生物膜上具有转运氨基酸的载体蛋白,根据各自对不同的底物选择性和亲和力不同分为三大家族,其家族蛋白成员在植物体的不同部位及发育时期表达不尽相同。本综述了植物对氨基酸吸收与转运的分子机制,及氨基酸在植物生长发育过程中的重要功能。为今后利用植物氨基酸转运蛋白提高植物对土壤氨基酸吸收的研究提供理论参考。 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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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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《分子植物育种》2020,(18)
磷是植物生长发育的主要矿质营养元素之一,磷饥饿响应(phosphate starvation response, PHR)基因在调节植物磷素吸收中起着重要作用。鉴定桑树磷饥饿响应转录因子家族成员,分析其生物信息学特征,为桑树PHR家族基因的功能研究提供基础。从桑树基因组数据库中获得桑树PHR转录因子序列,利用GSDS、ExPASy、MEGA、MEME、psRNATarget、STRING等软件和网上转录组数据,对桑树PHR家族成员的基因结构、蛋白理化性质、保守基序、系统进化、基因组织表达、调控miRNA和蛋白互作网络进行分析。从桑树基因组中共鉴定出12个PHR基因家族成员,氨基酸数介于256～1 529之间,83.3%的成员属于酸性蛋白,所有成员均为亲水性蛋白。进化分析显示,MnPHR转录因子归为9个聚类组,各聚类组含有1～2个MnPHR成员。外显子数为6、7、8、19的MnPHR编码基因成员分别有7个、3个、1个、1个,同一聚类组中的基因结构类似。发现4个保守性较强的基序,所有MnPHR转录因子均含有基序1～4,聚类组Ⅰ～Ⅳ的MnPHR转录因子缺少基序6。基因组织表达分析发现10个桑树PHR基因在不同组织中有表达,且存在组织特异性,部分基因转录可能受miRNA的调控。MnPHR1的蛋白互作网络分析发现,其主要参与了纤维素合成和转录因子表达调控等生物学过程。桑树PHR家族基因结构和氨基酸序列具有较强的保守性,其组织表达和蛋白互作网络结果表明该家族基因在植物的生长发育和营养吸收过程中发挥作用。本研究结果为深入开展桑树磷吸收和转运相关基因的克隆和功能验证提供了基础。 相似文献
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一个新的拟南芥磷饥饿反应突变体筛选体系 总被引：1，自引：0，他引：1
磷是植物必需的一种大量营养元素。农作物的产量经常因磷饥饿而受损。研究植物在磷饥饿条件下所发生的变化,有利于以后运用基因工程的手段培育耐低磷农作物。将野生型拟南芥与磷饥饿反应突变体进行对比研究,能够为植物对磷饥饿反应的研究提供重要线索。筛选植物对磷饥饿反应突变体,筛选方法是非常重要的。野生型拟南芥在供磷正常的培养基上竖直培养时主根向下,同时呈较大幅度的弯曲。在磷饥饿的培养基上主根则几乎是垂直向下的,而且主根相对较为短小。利用这种现象,在供磷正常的培养基上种植的拟南芥植株中发现了一株可能的新的磷饥饿反应突变体。 相似文献
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培养液磷含量和pH对鸡离体小肠磷吸收的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
摘 要:(目的)本研究主要探讨了培养液不同pH值和磷含量对鸡离体小肠磷吸收的影响,为体外培养鸡小肠合理选择培养液pH值和用外翻肠囊法评定饲料有效磷时合理选择培养液磷浓度提供参考依据。（方法）采用2个单因子随机试验,每个因子4个处理。48只30日龄体重相近的三黄肉公鸡的十二指肠、空肠和回肠肠囊随机分配到8个处理中,每个处理6个重复,每个重复1个肠囊,40℃培养50min。（结果）结果表明：培养液 pH和磷含量对鸡离体小肠的磷吸收量有明显影响,pH 5.0～7.0时,肠囊的磷吸收量线性增加,与pH5.0比较,pH7.0时,肠囊的磷吸收量极显著增加（P＜0.01）,pH8.0时,肠囊的磷吸收量开始降低;磷含量在50μg/ml～200μg/ml时,肠囊的磷吸收量与磷含量呈正相关,当磷含量增加到400μg/ml,十二指肠肠囊和空肠肠囊的磷吸收量开始降低。（结论）结果提示： 用外翻肠囊法评定饲料有效磷时,鸡离体小肠培养液pH以6.0～7.0最佳;培养液中磷含量不能超过200μg/ml。 相似文献
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低磷胁迫下不同基因型玉米对难溶性磷酸盐的吸收和利用 总被引：2，自引：1，他引：1
为了解低磷胁迫下不同基因型玉米对难溶性磷酸盐的吸收利用的差异,以不同磷效率玉米自交系SDKH502和SDLH502为材料,采用营养液培养和砂培的方法,研究不同磷处理对玉米幼苗的生长以及对难溶性磷酸钙、磷酸铁、磷酸铝吸收利用能力的影响。结果表明：正常供磷处理和低磷处理的玉米植株的根系分泌物对难溶性磷酸盐都具有一定的活化能力,低磷胁迫下玉米的根系分泌物对Al-P、Ca-P或Fe-P的活化能力高于正常供磷处理的植株。与足磷下相比,低磷下SDKH502的根系分泌物对Al-P、Ca-P、Fe-P的活化能力依次提高了69.28%、87.34%和51.83%,SDLH502则依次提高了165.67%、141.13%和6.35%。与足磷下相比,低磷下SDKH502和SDLH502的根系分泌的有机酸分别提高了26.96%和18.85%,pH分别降低了0.79、0.57个单位,SDKH502和SDLH502间存在显著差异。在低磷胁迫下,自交系SDKH502和SDLH502活化吸收难溶性磷酸盐能力的不同与SDKH502和SDLH502根系分泌有机酸和质子能力的差异有关。 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