根系缺氧、开花调控因子GIGANTEA参与水稻磷动态平衡的调控

【摘要】磷是植物生长发育所必需的大量元素,自然界中磷含量虽然充足,但大部分被土壤固定或吸附,无法被植物利用。施加磷肥不仅耗费资源、增加农业成本,还会导致环境污染。利用自身机制提高植物对磷的吸收和利用,是现代农业的发展需求。因此研究植物磷信号分子调控机制具有现实意义,可为培育磷高效水稻品种提供理论基础。本研究对“根系缺氧、开花调控因子GIGANTEA参与水稻磷动态平衡的调控”进行研究,揭示了水稻磷信号与根系缺氧、开花调控之间的关系。缺氧可以引起植物体内一系列的氧化逆境反应,我们利用OsPHR2超表达植株检测了根际低氧胁迫对水稻磷吸收的影响。OsPHR2超表达植株在正常水培条件下,体内磷含量超积累,导致植株表现出叶尖萎黄的磷中毒表型；而淹水土壤环境可以有效缓解OsPHR2超表达植株的磷中毒现象。利用凝胶溶液模拟低氧环境培养OsPHR2超表达和野生型水稻,发现低氧胁迫可以有效的抑制OsPHR2和野生型植株对磷的吸收,导致植株体内磷含量降低,尤其是低磷环境下对磷吸收的抑制作用更加明显。植株体内磷含量的降低,进一步激活了一系列低磷响应基因的表达。通过研究我们不仅阐述了影响水稻磷吸收的因素,还提出实验室水培条件下评价水稻磷吸收效率需考虑用低氧条件模拟田间条件。OsPHO2基因的突变引起水稻植株开花时间延迟,深入分析发现OsPHO2可以通过与开花调控关键因子OsGI蛋白互作,调节开花途径关键基因OsHdl、OsHd3α和OsRFT1的表达,参与调控开花时间。OsGI与OsPHO2共同参与调控多个生理途径,包括开花时间、磷代谢平衡。OsGI与OsPHO2参与调控磷动态平衡,并且不依赖于光周期。pho2和gi植株随着生长时期的增加,有效磷在老叶中不断积累。转录组分析显示,pho2和gi突变体中很多基因发生了相似的改变,在gi植株表达发生改变的基因中,至少有55%的基因在pho2中也发生了改变。gi和pho2中共表达基因主要分布在细胞壁调控、苯丙素代谢、蛋白合成等多个功能途径。同时研究发现gi和pho2叶片中糖转运基因表达受到抑制,因此OsGI和OsPHO2有可能通过调节糖的转运进而参与磷代谢和开花时间的调控。我们通过对OsGI与OsPHO2蛋白互作、生理功能及转录水平的研究,揭示了水稻开花时间调控与磷代谢之间的信号互作。综上所述,本研究主要对根系低氧胁迫、OsPHO2互作蛋白OsGI进行深入研究,揭示了水稻磷信号与低氧胁迫、开花时间调控之间的信号互作,加深了我们对磷信号调控网络的认识。
【作者】李帅；
【导师】寿惠霞；
【作者基本信息】浙江大学，植物学，2014，博士
【关键词】水稻；无机磷；开花时间；缺氧；OsPHO2；OsGI；OsPHR2；

【参考文献】
[1]任仪南.基于流程创新的第三方支付增值业务研究[D].北京交通大学,2014.
[2]吴亦政.基于手机定位信息和出行调查的动态OD获取方法[D].北京交通大学,2014.
[3]方志宏,夏勇.钢水液位控制系统抗干扰滤波装置的研究与应用[J].冶金自动化,2013,03:68-72.
[4]王恩泽.6082-T6铝合金MIG焊接头微观组织及力学性能的研究[D].吉林大学,材料加工工程,2013,硕士.
[5]郭海成.中外渔业许可制度比较研究[D].浙江海洋学院,捕捞学,2013,硕士.
[6]宋娇.湖北省高校竞技健美操运动员体能现状及其监测分析[D].华中师范大学,运动人体科学,2013,硕士.
[7]孙捷.论张枣诗歌的对话结构[D].复旦大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[8]由凤群.大连组合机床研究所机床辅机研究分所开发功能部件和机床辅机的概况[J].组合机床与自动化加工技术.1989(09)
[9]刘莎.LED路灯光学系统设计及光照度分布研究[D].西安工业大学,光学工程,2012,硕士.
[10]闫涛.我国房地产市场在货币政策传导机制中作用的实证研究[D].天津财经大学,金融学,2012,硕士.
[11]穆静静.加权g-期望及其相关性质[D].中国矿业大学,应用数学,2014,硕士.
[12]杨蕾.传承与升华——具象表现主义艺术与中国绘画的因缘[D].安徽师范大学,美术学,2004,硕士.
[13]史伟.社会主义和谐社会背景下的残疾人人文关怀研究[D].成都理工大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[14]李波.从主体性到主体间性[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[15]李伟.高中生对同性亲密行为的态度与内隐性别角色刻板印象的关系研究[D].内蒙古师范大学,心理健康教育（专业学位）,2013,硕士.
[16]李云飞.机械制造技术专业校企合作人才培养模式研究[D].沈阳师范大学,职业技术教育学,2013,硕士.
[17]吴鹏,摆亲,刘志远,张振宇.换流站高压电容器不平衡电流离线测试方法[J].电力系统自动化,2014,10:132-135.
[18]李浩.动柱式双主轴龙门数控钻床设计及其有限元分析[D].南京农业大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[19]刘荣华.崇州农产品质量安全追溯管理信息系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[20]王婀嫦.民营上市公司融资结构与企业价值关系研究[D].辽宁大学,会计学,2012,硕士.
[21]周青云.蓄水多坑土壤水分运动数值模拟与试验研究[D].太原理工大学,水力学及河流动力学,2004,硕士.
[22]包烨.哈密木卡姆在麦西来甫活动中的传承现状调查与研究[D].新疆师范大学,音乐学,2013,硕士.
[23]王继新.两《唐书·忠义传》比较研究[D].华中师范大学,历史文献学,2013,硕士.
[24]六四六厂研究所方法组.多次复盖中一些问题的讨论[J].石油地球物理勘探,1972,07:20-24.
[25]李金鹏.3种彩叶玉簪光适应性及光氮互作效应的研究[D].吉林农业大学,园林植物与观赏园艺,2012,硕士.
[26]范宗勤.云环境下的资源调度算法研究[D].北京交通大学,2014.
[27]黄牧霖.卡地亚珠宝文化与中国影响[D].中国地质大学（北京）,设计艺术学,2013,硕士.
[28]张琪.黑线仓鼠CRH及其受体的差异表达以及与雄性同性攻击行为的关系[D].曲阜师范大学,动物学,2013,硕士.
[29]邹兰军.Liénard方程和非共振Duffing方程研究[D].南京气象学院,应用数学,2004,硕士.
[30]唐轶洋.舒芬太尼与芬太尼术后静脉自控镇痛的系统评价[D].广州中医药大学,麻醉学（专业学位）,2013,硕士.
[31]谭鹏立.无线传感器网络自定位及跟踪技术研究[D].辽宁工程技术大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[32]张凡.工程机械湿式多盘制动器关键元件的性能研究[D].兰州理工大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[33]霍品如.电动汽车用永磁同步电动机矢量控制技术的研究[D].哈尔滨理工大学,电力电子与电力传动,2012,硕士.
[34]田红岩.河北省临港产业与腹地产业协同发展问题研究[D].河北师范大学,政治经济学,2012,硕士.
[35]黄勇平,陈征,闫东伟,吴建民,武英,况春江,周少雄,陈英,韩伟.不同包碳方式对LiFePO_4/C微观结构及电化学性能的影响[J].化学通报,2014,06:527-533.
[36]张伟同.丹参注射液对新生鼠肾积水病肾损害的保护研究[D].遵义医学院,小儿外科,2012,硕士.
[37]史意.行政程序裁量的司法审查研究[D].苏州大学,宪法学与行政法学,2014,硕士.
[38]韩达.初唐时期的文学教育[D].北京大学,中国古代文学,2013,硕士.
[39]周正一.基于顾客价值理论的合肥高星级饭店竞争力提升研究[D].安徽大学,旅游管理,2013,硕士.
[40]郑巍,刘三阳,寇晓丽.动态传感器网络移动代理路由算法[J].控制与决策,2010,07:1035-1039.
[41]张宁.轿车悬架硬点和衬套刚度联合优化的研究[D].广东工业大学,机械工程,2014,硕士.
[42]雒娅楠.碳钢光纤腐蚀传感器的敏感膜制备及传感特性研究[D].天津大学,应用化学,2004,硕士.
[43]刘平.直肠癌手术方式及对排尿功能影响的综述[D].蚌埠医学院,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[44]曹文笑.网络交易平台提供商商标侵权研究[D].四川省社会科学院,法律（专业学位）,2014,硕士.
[45]张方园.中医医院药剂空间建筑设计研究[D].西安建筑科技大学,建筑学,2013,硕士.
[46]姜鹏程.边界态对双层石墨烯的电导和谷极化的影响[D].河北师范大学,2013.
[47]谢宛洋.社会网络图数据隐私攻击研究[D].东北师范大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[48]王建,陈颖,黄少伟,沈沉.基于KKT条件分解的互联电网分布式状态估计算法[J].电力系统自动化,2010,19:31-36.
[49]万里骅.人民币国际化一定需要汇率升值吗？[D].浙江大学,金融学,2013,硕士.
[50]吴俊杰.RY公司担保风险传导模式研究[D].吉林大学,工商管理,2013,硕士.