水稻磷转运蛋白Pht1家族研究进展

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作   者：

刘朝柱;  艾雯妍;  文思颖;  剧永望;  刘雪; 

作者机构：

西南林业大学生态与环境学院; 

关键词：

Pht1家族;  磷转运蛋白;  水稻;  生物学功能;  生物分子信息; 

期刊名称：

植物营养与肥料学报

i s s n：

1008-505X

年卷期：

2023 年 009 期

页   码：

1725-1737

摘   要：

磷（P）是植物必需大量元素，在物质组成、信号传导、产量及品质形成等过程中发挥重要作用。自然土壤中有效磷含量一般较低，农业生产中通过施用磷肥来补充作物的需要。然而无机磷施入土壤后，易通过物理、化学和生物作用被固定或转化，极大地降低其生物有效性。提高作物对磷的吸收利用能力是改善磷营养的重要途径。植物根系吸收的磷通过转运蛋白在植物体内运转利用，深化对磷转运蛋白功能的了解可为水稻磷吸收与转运分子机制、体内磷平衡调控机制等研究提供理论依据，研究限制磷吸收转运的分子机制可为培育“磷高效”水稻品种提供指导。水稻磷转运蛋白中研究较为深入和系统的是Pht1,Pht1家族含有13个成员。本文综述了水稻磷转运蛋白Pht1家族成员的结构与分类、起源，及其同源性、生物分子信息与生物学功能，重点阐述水稻Pht1家族中OsPT3、OsPT4和OsPT8在生物分子信息、基因表达和超表达等方面的研究进展。在长期进化中，Pht1家族基因在磷的吸收过程中出现了分工，各个转运蛋白之间存在功能互补，相互协作，也存在功能上的部分重叠（冗余），目前对Pht1家族各基因的功能表达以及相互之间的关系已有部分研究，但Pht1家族基因在植物体内的工作机制复杂，需进一步研究各转运蛋白间的关系。Pht1家族成员也具吸收盐类物质的作用，后续研究可关注Pht1家族成员对植物吸收和转运砷酸盐、硒、硅等的作用、关系与机理。除磷与金属盐类物质的吸收与转运外，Pht1家族成员还具备一定的抗病功能，深入研究Pht1家族成员在植物生理信号网络中的分子机制，有利于培育高抗病性和高磷利用率的优质水稻品种。