磷是植物生长和发育不可缺少的大量营养元素之一，是植物体内重要的组成元素，同时又以多种方式参与植物体内的各种生理生化过程。因此，植物对磷元素的吸收以及磷元素在植物体内的代谢成为植物科学研究的重点课题之一。 本实验室从盐生植物盐芥中克隆出一个Na+/Pi转运体基因，并在酵母突变体中进行了功能验证和编码产物磷转运活性的研究，确定了该基因编码的转运体是一种高亲和Pi转运体，其Km分别为7.4μM(pH=6.0)和8.7μM(pH=7.5)。该基因主要在盐芥的叶中进行表达，通过GFP融合蛋白将该蛋白定位于叶绿体上。在高等植物中，有关Na+/Pi转运体基因的克隆及功能鉴定鲜有报道，其生物学功能有待研究。 本工作通过PCR技术获得了盐芥Na+/Pi转运体基因全长序列，经分析发现该基因含有8个内含子、9个外显子，编码一条多肽。对盐芥基因组进行Southem blotting分析，发现Na+/Pi转运体基因为单拷贝基因。将基因切除N-端信号肽编码序列后与gfp融合，转入酵母中进行表达并检测荧光信号，发现融合基因产物定位于酵母细胞膜上，为该基因能够成功修复酵母突变体的磷转运功能提供了细胞学证据。 将Na+/Pi转运体基因转入烟草，PCR检测和Southern杂交结果表明，该基因已成功整合到转基因烟草的基因组中。采用实时荧光定量RT-PCR分析转基因烟草中Na+/Pi转运体基因的表达强度，以烟草内源actin的表达强度为参照，结果表明Na+/Pi转运体基因在转基因植株中有较高强度的表达。从转基因烟草植物分离叶绿体，测定Na+/Pi转运体蛋白的磷转运活性，结果表明转基因植株的磷转运活性与对照植株相比提高了10％-20％，不同株系的磷转运活性提高幅度有差异。 在低磷培养基上，转基因烟草比对照烟草生长快，小苗根系较长，叶片数多于同期的对照植株，表明该基因在磷胁迫环境中有助于植物对磷的利用和维持较高的生长速率。利用溶液培养的方法研究低磷条件下不同烟草植株的生理变化，发现在低磷处理14天后，转基因植株的根冠比明显高于对照植株的。光合作用测定结果表明转基因烟草的光合速率比对照植株有提高。Na+/Pi转运体蛋白定位于叶绿体，低磷条件下转基因植株离体叶绿体表现出提高的磷转运活性可能直接或间接影响光合速率，从而增加细胞磷效率。这些结果表明过表达Na+/Pi转运体蛋白可以提高植物对低磷环境的适应性。本工作还根据Na+/Pi转运体基因序列设计并构建出RNAi干扰体，并用以转化拟南芥和盐芥，为深入了解该基因的生物学功能完成了部分基础工作。