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《南京农业大学》 2016年
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OsLPR1对水稻生长及磷素利用过程中的作用研究

艾昊  
【摘要】:磷是植物生长发育必需的大量元素之一。由于磷素(P043-,HPO42-,H2PO4-)在土壤中容易被固定,迁移能力较差,使得饱和的土壤溶液中可溶性磷的含量很低(小于10 μM),远远满足不了植物的生长需要。因此植物能否高效利用土壤中少量的可溶性磷对植物生长有着至关重要的影响。为了适应土壤中的低磷条件,植物在长期的进化过程中,演化出了许多生理生化上的适应机制,包括改变根系构型,分泌根际有机酸,与菌根真菌形成菌根共生体,诱导磷酸转运蛋白表达,及一系列响应磷信号的分子机制的调控。在之前拟南芥的研究中已明确报道,LPR1/2(LOW PHOSPHATE ROOT1/2)是定位在细胞壁和内质网上的铁氧化酶,参与到缺磷条件下种子根发育及对环境中磷的感受机制。水稻作为单子叶模式植物,在根系发育,磷的响应机制方面与双子叶模式植物拟南芥有许多不同。我们通过在多个基因组数据库中的检索比对,确定了水稻中有5个LPR基因,根据它们与AtLPR1的序列一致性从高到低,依次命名为OsLPR1-OsLPR5。本文对其中的OsLPR1进行了较为深入的研究,主要研究结果如下:1.水稻中OsLPR1基因序列登录号为Os01g0126100,基因序列全长为2413 bp,包括3个外显子和2个内含子,转录的mRNA序列全长1749bp,其编码蛋白氨基酸序列共582个氨基酸。与拟南芥中AtLPR1/AtLPR2氨基酸序列的一致性分别为57.0%/55.3%。2.利用定量RT-PCR分析显示,OsLPR1基因主要在水稻根系和根茎结合部表达,叶片部分也有少量表达;另外,OsLPR1基因受缺K、缺Fe诱导表达,受缺N、缺P抑制表达。3.通过创制OsLPR1组织定位材料发现,OsLPR1主要在子房、胚、根、叶节和成熟期的茎节中表达。4.通过亚细胞定位分析发现,OsLPR1定位在细胞核中和内质网上。5.QsLPR1影响水稻种子的萌发和苗期的生长。OsLPR1沉默后,种子萌发期前期生长减缓;OsLPR1超表达后,种子萌发减缓,苗期的株高根长以及生物量显著降低。6.OsLPR1在水稻体内不同形态磷的平衡过程中起作用。OsLPR1的超表达引起水稻地上部分中可提取磷的浓度显著上升,可能影响了植物细胞中磷的转运和再分配过程。7.通过研究OsLPR1基因与养分之间的关系,为新型肥料的研发提供了一定的基础。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S511

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1 艾昊;OsLPR1对水稻生长及磷素利用过程中的作用研究[D];南京农业大学;2016年
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