低磷胁迫诱导植物酸性磷酸酶分子调控的机理
昌路
[摘要]磷是植物必需的营养物质之一，在植物的生长发育中起着重要的作用。
天然土壤中的大部分磷以有机磷的形式存在，而植物可直接吸收和利用的无机磷的量非常低，植物的生长和产量也很高。
在长期进化过程中，植物产生了许多磷含量低的适应性响应，包括形态发育以及生理和生化变化。
酸性磷酸酶的诱导和分离是植物对低磷环境的普遍反应之一。
酸性磷酸酶不仅可以改善植物体内磷的循环利用，还可以增加植物在土壤中吸收的无机磷的量。
在拟南芥中，AtPAP10是最重要的酸性磷酸酶，分泌后会与根表面结合。
低磷胁迫以多种方式调节植物根部表面的酸性磷酸酶活性，包括转录，蛋白质积累，分泌和活性调节。
但是，这些链接的当前系统法规和本地信号仍然未知。
在这项研究中，我们发现局部信号触发了AtPAP10基因转录的诱导，并且诱导的幅度受到系统性信号的调节。
根AtPAP10基因转录的启动取决于蔗糖（空中部分）产生的全身信号。
然而，根表面的蛋白质积累和酸性磷酸酶活性的增加主要受局部信号的调节。
另外，低磷的外部环境可以稳定地维持根表面的AtPAP10活性。
先前的研究表明，蔗糖和乙烯可以积极调节AtPAP10诱导的低磷含量的根表面酸性磷酸酶活性。
这项研究还发现，乙烯在低磷条件下不会影响AtPAP10基因的转录和蛋白质积累，但会影响AtPAP10蛋白质分泌和活性的调节。
另外，乙烯对低磷根部表面磷酸酶活性的影响取决于蔗糖，但是蔗糖的作用与乙烯无关。
我们还发现，AtMYB2-miR399-PHO2信号传导途径参与了低磷含量诱导的根表面酸性磷酸酶活性的调节。
随后的分析表明，该信号通路在多种酸性磷酸酶基因的转录中起正调控作用。
最后，我们对具有异常酸性磷酸酶活性的拟南芥hsp11突变体（对Pistarvation11过敏）进行了分子遗传学分析。
尽管根或分泌蛋白表面的hps11酸性磷酸酶活性高于野生型，但体内酸性磷酸酶的活性与野生型没有显着差异。
通过图克隆鉴定的突变基因是阳离子转运蛋白。
这些结果表明，HPS11基因编码的阳离子转运蛋白通过在低磷含量条件下调节酸性磷酸酶蛋白的分泌，从而影响根和分泌蛋白表面酸性磷酸酶的活性。这表明有可能。
[学分]：清华大学[学年]：博士学位[授予]：2014[分类号]：Q945。
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