GmPHT1;14提高大豆耐低磷胁迫能力的分子机制

大豆作为重要的食用、油料及饲料作物，在国民经济中占有重要的地位；磷是植物生长发育所需的三大营养之一，也是影响大豆产量的重要营养元素；因此开展大豆磷营养学的研究并解析其分子机制对农业生产有着重要意义。.在分析大豆磷转运蛋白家族成员在不同组织器官中转录特点的基础上，确定了大豆根中特异表达的磷高亲和转运基因-GmPHT1;14。分析不同磷胁迫条件下该GmPHT1;14转录的动力学特征，证实GmPHT1;14的表达水平受体外磷水平的调控；并通过原位杂交技术，分析该基因转录的亚组织特异性；再通过互补缺失磷高亲和转运基因（PHO84和PHO89）的酵母突变体（PAM2）表型，初步证实GmPHT1;14编码的蛋白具有磷高亲和转运蛋白的特性；且通过拟南芥异源过表达及发根农杆菌介导的瞬时表达试验进一步证实GmPHT1;14转运特点。该研究结果对大豆磷营养学分子机理的解析有着重要的理论和实践意义。

GmPHT1;14是15个大豆PHT1基因家族成员中仅在侧根中表达的基因。通过qRT-PCR证实该基因仅在大豆不同发育时期的根中表达。原位杂交实验的结果证实GmPHT1;14仅在侧根中表达。该基因在低磷诱导条件下，9小时后表达量开始稳定上调，且在24小时后表达达到最高。该基因可以互补酵母突变体PAM2的表型，其编码蛋白为磷的高亲和转运载体，其Km为82.7μM。该基因编码的蛋白是通过COPII系统最终定位在细胞质膜上的跨膜蛋白。该基因在提高大豆耐低磷胁迫的能力方面发挥着重要作用。