邓恩桉、柠檬桉中Pht1基因家族不同磷浓度下的表达

摘要

Pht1基因家族是重要的磷转运蛋白基因,具有在低磷环境下诱导表达的特点.桉树作为世界三大速生丰产林树种之一,其人工林面积逐年递增不仅仅是由于桉树生长速度快、利用价值高,而且具有在贫瘠环境下生长的能力,特别是在低磷环境.本研究目的是通过对Pht1在不同磷浓度下的表达情况来探讨桉树低磷环境的适应机理.试验选择邓恩桉、柠檬桉两个种,采取Hoagland营养液培养方法,设置6个不同的磷浓度(0,0.01,0.1,0.5,1及2 mM),将幼苗在温室内培养,并通过qRT-PCR 方法对Pht1 进行表达量分析.核苷酸序列对比,系统树,以及表达量的分析结果表明,EcPt1和EcPt2属于Pht1家族.在表达特点上,邓恩桉Pht1的表达量明显高于柠檬桉.不同时期Pht1家族的表达也具有显著差异:邓恩桉EcPt1、EcPt2的表达随着苗龄的增大而提高;柠檬桉则没有明显的变化规律.EcPt1与EcPt2两个Pht1基因之间表达量呈现出正相关关系,然而与环境中磷浓度成负相关关系.在0和0.01mM(超低)的磷浓度下,EcPt1表达出现显著上升趋势,在0.1 mM(相对低)及高浓度下,表达水平低;柠檬桉的EcPt2表达特点与EcPt1相似,只在无磷和超低磷条件下表达增加明显,而邓恩桉的EcPt2,只在超低磷条件下表达增加.因此,邓恩桉和柠檬桉都没有在0.1mM(相对低)磷浓度下增强Pht1家族基因的表达,说明0.1mM的磷水平已满足桉树生长;而只在超低磷环境下,高效提升表达水平,使植物迅速对低磷胁迫反应,并提高对磷的吸收利用效率.