水稻G蛋白γ亚基qPE9-1协同14-3-3蛋白GF14f调控根系应答低磷胁迫的机制研究

In china, “low phosphorus in soil” is one of the most important factors which significantly affect the production of agriculture. Consequently, development of the plants which can utilize "soil unavailable phosphorus" is one of the major objectives of sustainable agriculture. Plant roots have developed various strategies in response to low phosphorus, and rice heterotrimeric G protein γ subunit qPE9-1 and 14-3-3 protein GF14f may play the important role in this process. However, the integrated roles of qPE9-1 and GF14f under low phosphorus are unclear. In this study, by using some advanced technologies (plant nutrition and physiology method, RNA-seq, proteomic analysis, transgenic method, mutant method, high-speed centrifugal method, Co-IP, Y2H, BiFC, pulldown and et al. technologies) and some rice materials (wild-type ZH11 and its genetic modified rice), under low phosphorus stress, we will comprehensively investigate the network pathways and its mechanisms in the integrated regulation of qPE9-1 and GF14f in response to low phosphorus. Therefore, it is very helpful for the improvement of phosphorus use efficiency in rice plants under low phosphorus stress.

土壤低磷影响农业生产，而挖掘植物利用土壤潜在磷库的能力是解决此问题的手段之一。植物能通过根系响应与适应低磷环境，而前人的研究和我们前期的结果表明水稻G蛋白的γ亚基qPE9-1与14-3-3蛋白GF14f可能在此过程中起重要作用，但目前对qPE9-1与GF14f协同调控根系应答低磷胁迫的网络互作途径及其作用机制知之甚少。本研究将采用植物营养生理分析、高通量测序、蛋白免疫共沉淀、双分子荧光互补、酵母双杂交、蛋白分段克隆及表达分析、根系非损伤微测等技术，以野生型水稻中花11及其GF14f与qPE9-1的相关遗传改造水稻为材料，从多基因相互协同与网络调控的视角，系统深入地探讨“水稻G蛋白γ亚基qPE9-1协同14-3-3蛋白GF14f调控根系应答低磷胁迫的网络途径及其作用机制”。本研究的结果能为缓解土壤低磷对农业生产的影响和减轻磷肥施用过多带来的环境压力提供调控手段，因此具有重要意义。

土壤低磷影响农业生产，而挖掘植物利用土壤潜在磷库的能力是解决此问题的手段之一。植物能通过根系响应与适应低磷环境，而前人的研究和我们前期的结果表明水稻G蛋白的γ亚基qPE9-1与14-3-3蛋白GF14f可能在此过程中起重要作用，但目前对qPE9-1与GF14f协同调控根系应答低磷胁迫的网络互作途径及其作用机制知之甚少。本研究以植物营养生理分析、高通量测序、生理生化等技术为手段，以野生型水稻中花11及其GF14f与qPE9-1的相关遗传改造水稻为材料，从多基因相互协同与网络调控的视角，系统深入地探讨“水稻G蛋白γ亚基qPE9-1协同14-3-3蛋白GF14f调控根系应答低磷胁迫的网络途径及其作用机制”。研究结果表明：(1)水稻G蛋白γ亚基qPE9-1是磷高效利用基因；（2）qPE9-1有助于水稻的根系生长及根鞘建成；（3）qPE9-1与14-3-3蛋白协同调控根系质子分泌进而促进土壤磷素高效利用。本研究的结果能为缓解土壤低磷对农业生产的影响和减轻磷肥施用过多带来的环境压力提供调控手段，因此具有重要意义。