论文部分内容阅读
独脚金内酯是近期发现的新型植物激素,能刺激寄生植物种子的萌发,并具有调控植物生长发育的一系列作用,如：激发丛枝菌根真菌菌丝分枝从而促进真菌和植物建立共生关系,抑制地上部分枝从而改变植物的生长构型,影响根生长和发育等。就独脚金内酯在植物体中的移动而言,学术界目前仅克隆和鉴定了矮牵牛花中的独脚金内酯转运蛋白PhPDR1的分子生物学功能。本论文对水稻中独脚金内酯转运蛋白的同源基因OsPDR8参与根毛生长发育以及植物响应外界氮磷养分的相关性进行了研究,主要结果如下：独脚金内酯转运蛋白同源基因OsPDRB被T-DNA插入后,导致水稻突变体即.ospdr8的根毛生长对外源独脚金内酯(GR24)的反应更为敏感。与野生型及独脚金内酯合成缺陷突变体d10相比,发现外界GR24浓度为1×10-8 M时将显著促进ospdr8突变体的根毛生长,而GR24达3×10-6M时则抑制ospdr8植株的根毛伸长。在植物的地上部和根系中,发现osPDR8基因表达水平均受GR24的诱导上调。GR24处理30分钟后,osPDR8在地上部的表达量明显增加；当GR24处理时间达60分钟时,OSPDR8在地上部和地下部的表达量达到最高水平。osPDR8启动子(PrOOsPDR8)的活力研究发现,PrOOsPDR8驱动的GFP表达信号在GR24处理30分钟后开始出现,GR24处理1小时后则GFP信号明显增强,进一步说明了OsPDR8的转录表达受GR24的诱导调控,以及OsPDR8启动子的序列中应或很可能含有响应GR24顺式元件。OsPDR8的表达亦受植物缺氮和缺磷条件的诱导。与对照相比,缺氮三天后水稻根中OsPDR8的mRNA量显著增加,补给铵态氮或硝态氮三小时后,其表达量迅速降低；水稻缺磷三天后根系中OsPDR8的转录增加(但缺磷1天的和对照无显著差异),缺磷三天后补充正常量的磷素,OsPDR8的表达量随即降低到对照的水平。由此推测OsPDR8作为可能性的独脚金内酯转运蛋白很可能参与了独脚金内酯作用下的水稻氮磷营养生理。基因功能异源表达研究发现,OsPDR8超表达的拟南芥植株比其野生型更耐受高浓度GR24的生长环境(100M和20μM),在一定程度上可缓解较高量独脚金内酯的胁迫作用。综上,水稻OsPDR8与其同源蛋白PhPDR1类似,很可能是一种独脚金内酯的输出或外运载体蛋白,而OsPDR8的转运底物如独脚金内酯可能与其他激素相互作用,以至于可能改变表皮细胞的生长素浓度,从而影响根毛生长,以及调控水稻对氮、磷养分状况变化的反应。