AM真菌磷转运基因及其受体功能研究

【摘要】地球上大多数陆生维管植物可以与丛枝菌根真菌形成共生体,在丛枝菌根中,菌根真菌为宿主植物提供磷营养,反过来植物给菌根真菌碳营养(SmithandRead,2010)。在AM共生体中,根外菌丝将土壤中无机Pi转运到根内菌丝是磷吸收的第一步,该过程主要由菌根真菌磷转运蛋白完成。目前,我们对AM真菌的磷酸盐调控系统知之甚少,只分离到几个磷酸盐转运子,如GvPT,GmPT等,GigmPT是本实验从AM真菌Gigasporamargarita中分离鉴定的磷转运基因,GigmPT蛋白属于MFS超家族转运蛋白,并且具有和酵母Pho84相似的高亲和力特性。但是由于AM真菌的专性活体营养特性,使得它无法利用传统遗传学方法,如敲除突变,来研究其在共生磷转运中贡献。本实验利用宿主诱导的基因沉默技术(Host-inducedgenesilencing,HIGS)(Helberetal.,2011),在Gigasporamargarita与紫云英共生时期沉默掉AM真菌磷转运基因GigmPT,以研究GigmPT对AM共生体生长发育及其共生途径磷吸收的影响。此外,我们又从Glomusintraradices中分离到一个低亲和力的磷酸盐转运子GiPT4,并在酵母中对其进行初步功能验证。主要研究成果如下：1.利用HIGS技术成功构建GigmPT干扰体系,在AM真菌与紫云英共生时期,沉默GigmPT基因,发现AM共生体中丛枝降解,菌丝生长受抑制,表明GigmPT对共生体的发育必不可少。同时,丛枝中积累大量的多聚磷酸盐,对AM共生Pi吸收途径的放射性同位素分析表明,GigmPT是AM共生体中极其关键的磷转运基因。2.在GigmPT酵母互补菌株中,进行了磷酸盐诱导的PKA信号途径激活实验。根据海藻糖酶活的变化,发现GigmPT为一个磷酸盐转运受体,感应外界磷酸盐信号。3.从菌根真菌GlomusintraradicesBEG141克隆得到一个新磷转运基因,并命名为GiPT4,并在酵母MB192中进行功能研究,发现GiPT4所编码蛋白为一个低亲和力磷转运蛋白。
【作者】彭小伟；
【导师】赵斌；
【作者基本信息】华中农业大学，微生物学，2014，硕士
【关键词】AM真菌；磷转运蛋白；GigmPT；GiPT4；转运受体；

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