摘要
磷是植物生长发育不可或缺的营养元素之一，但土壤有机磷不能直接被植物吸收利用。马尾松（Pinusmassoniana）是我国松属类分布最广的针叶树种，在缺磷严重的地区，有的马尾松种质展现出良好的适应生存能力。前期研究发现，马尾松磷转运蛋白基因在低磷胁迫下发挥了重要的调控作用。本文构建了PmPT3基因的植物超表达载体，分别转化拟南芥（Arabidopsisthaliana）及毛白杨（Populustomentosa），对转基因植株开展低磷胁迫抗性研究，旨在进一步揭示PmPT3基因的功能，并为耐低磷新种质的创制提供参考。主要结果如下： 1、转PmPT3基因植株的获得 构建马尾松PmPT3基因超表达载体pBWA(V)HS-PmPT3，采用花序浸染法转化拟南芥及叶盘法转化毛白杨，共获得4株T3代转基因拟南芥纯合株系，9株转基因毛白杨株系。 2、低磷胁迫对转PmPT3植株生物量的影响 低磷胁迫下，转基因拟南芥及毛白杨的地上部干重较野生型相比分别增加了45.46%、37.76%，根干重增加了55.56%、50.69%，总干重增加了46.15%、36.67%；根冠比都大于正常供磷条件下的植株，表明低磷胁迫对植株地下部分的抑制作用小于地上部分。 3、低磷胁迫下转PmPT3植株对磷吸收的影响 在低磷胁迫条件下，与野生型相比，转基因拟南芥的地上部和根部总磷含量分别提高1.26倍和1.74倍，无机磷含量分别提高1.38倍和1.89倍。转基因毛白杨的根、茎、叶的总磷含量分别提高1.87倍、1.31倍、1.72倍，无机磷含量分别提高1.77倍、1.34倍、1.97倍。因此，PmPT3超表达能提高拟南芥和毛白杨对磷素的吸收利用。 4、低磷胁迫下转PmPT3植株的抗氧化能力 正常供磷时，野生型拟南芥及毛白杨同转基因植株的过氧化物酶（POD）、超氧化物酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量均差异不显著；低磷胁迫下，转基因拟南芥及毛白杨植株的POD、SOD、CAT活性均显著高于野生型植株，分别是野生型的2.17倍、1.59倍、1.81倍及2.85倍、1.48倍、2.36倍；降低了MDA含量，较野生型植株分别降低了47.58%及35.65%。因此，超表达PmPT3基因能增强植株保护酶活性，降低了MDA含量，进而增强耐低磷胁迫能力。 5、低磷胁迫下转PmPT3植株的抗氧化能力 在正常供磷条件下，野生型及转基因型拟南芥和毛白杨植株组织中的可溶性蛋白（SP）和可溶性糖（SS）含量无显著性差异。在低磷胁迫条件下，较野生型相比，转基因拟南芥的SP与SS含量分别提高了65.50%和54.54%，毛白杨中，分别提高了1.37倍和1.29倍。超表达PmPT3对可溶性蛋白和可溶性糖的积累产生了正向的影响，从而为植株的生长发育提供能量。 6、低磷胁迫下转基因植株PmPT3基因的特异表达 与正常供磷条件相比，处于低磷胁迫下的拟南芥转基因植株，其根部和地上部分中的PmPT3基因表达量显著上调，且在根部达到极显著水平。在转基因毛白杨植株中，PmPT3基因在根部、茎部、叶部均有上调表达，且在根部表达量最高，茎部次之，在叶部相对表达量较低。因此，该基因主要在植株的根部发挥主要作用，其次在茎部。
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