番茄14-3-3蛋白TFT6和TFT7应答根际低磷与低铁的网络作用途径及其机制

In china, "low phosphorus or low iron in soil" is one of the most important factors which significantly affect the development of sustainable agriculture. Consequently, development of the plants which can utilize "rhizosphere unavailable phosphorus or iron" is one of the major objectives of sustainable agriculture. Plant roots have developed various strategies in response to "low phosphorus or low iron in rhizosphere" and TFT6 or TFT7, two different members of tomato 14-3-3 gene family, play the important role in this process. In this study, by using some advanced technologies (gene chip, proteomic analysis, transgenic method, mutant method, high-speed centrifugal method, pulldown, etc.) and some plant materials (tomato and Arabidopsis), under low phosphorus or low iron, we will comprehensively investigate the network pathways and its mechanisms in the adaptation of TFT6 or TFT7 in response to low phosphorus or low iron. Therefore, it is very helpful for the improvement of "phosphorus use efficiency" or "iron use efficiency" in higher plants under low-phosphorus-stress or low-iron-stress.

土壤低磷和低铁是限制我国农业可持续发展的重要因素，而挖掘植物利用根际潜在磷库与铁库的能力是解决此问题的手段之一。植物能通过根系应答根际低磷与低铁环境，而番茄14-3-3蛋白TFT6和TFT7在此过程中扮演重要角色，但目前对TFT6和TFT7应答根际低磷与低铁的网络作用途径及其机制知之甚少。本研究利用基因芯片、蛋白双向电泳、质谱分析、转探针蛋白植株-PULLDOWN亲和层析耦合技术、突变体植株与转基因植株遗传杂交技术、突变体植株与转基因植株根和叶之间的精微嫁接技术、根系非损伤微测技术, 以转TFT6和TFT7植株为研究材料，系统和深入地探讨"番茄14-3-3蛋白TFT6和TFT7应答根际低磷与低铁的网络作用途径及其机制"。本研究的结果能为"通过植物充分利用根际土壤潜在的磷库与铁库"提供调控手段，以缓解我国土壤根际低磷与低铁对农业生产的影响和减轻肥料施用过多带来的环境压力，因此具有重要意义。

土壤低磷和低铁是限制我国农业可持续发展的重要因素，而挖掘植物利用根际潜在磷库与铁库的能力是解决此问题的手段之一。植物能通过根系应答根际低磷与低铁环境，而番茄14-3-3蛋白TFT6和TFT7在此过程中扮演重要角色，但目前对TFT6和TFT7应答根际低磷与低铁的网络作用途径及其机制知之甚少。因此，本研究利用基因芯片与转录组测序技术、蛋白质双向电泳、质谱分析、转探针蛋白植株-PULLDOWN亲和层析耦合技术、突变体植株与转基因植株遗传杂交技术、突变体植株与转基因植株根和叶之间的精微嫁接技术、根系非损伤微测技术, 以转TFT6和TFT7植株为研究材料，系统和深入地探讨“番茄14-3-3蛋白TFT6和TFT7应答根际低磷与低铁的网络作用途径及其机制”，取得了以下主要结果：1）创建观测根系的新方法，发现土壤高pH和水分胁迫影响根系对磷和铁的吸收，14-3-3蛋白在此过程中起到重要作用；2）明确了番茄14-3-3蛋白TFT6和TFT7在细胞中的定位，分析了超量表达TFT6/TFT7植株应答根际低磷与低铁的作用途径，鉴定了TFT6或TFT7响应根际低磷过程中与其相互作用的调控因子；3）剖析了TFT6协同GRF9调控根系应答根际水分与低磷胁迫的分子生理途径；4）解析了TFT7协同AHA2与AHA7调控根系应答根际低磷胁迫的生理途径与分子机制。我们还认识到G蛋白可能也在协同“14-3-3蛋白调控途径”应答低磷胁迫过程中起重要作用。本研究的结果能为通过植物充分利用根际土壤潜在的磷库与铁库提供调控手段，以缓解我国土壤根际低磷和低铁对农业生产的影响和减轻肥料施用过多带来的环境压力，因此具有重要意义。