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磷转运蛋白MsPT5调控紫花苜蓿磷吸收利用

文献类型： 中文期刊

作者： 黄红梅;王思琦;杨青川;郭长虹;王雪

作者机构：

关键词： 紫花苜蓿;MsPT5;磷转运;磷含量;生物量

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2025 年 58 卷 21 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 【目的】探究紫花苜蓿磷转运体MsPT5的功能，为解析苜蓿响应低磷胁迫及培育磷营养高效紫花苜蓿提供理论依据和基因资源。【方法】以紫花苜蓿为材料分别进行足磷和低磷胁迫处理,选取根系进行转录组测序，利用加权基因相关性网络分析筛选苜蓿低磷胁迫响应关键基因MsPT5；克隆获得MsPT5的CDS序列，利用DNAMAN和TMHMM在线网站对MsPT5蛋白跨膜结构域进行分析；以Super1300:GFP植物表达载体为骨架，通过同源重组法构建过表达载体Super1300:MsPT5-GFP；采用冻融法将重组载体Super1300:MsPT5-GFP转化至农杆菌GV3101，将农杆菌注射到烟草中进行亚细胞定位观察；通过农杆菌介导的花序侵染法将Super1300:MsPT5-GFP转入拟南芥，筛选纯合株系进行无机磷含量测定、生物量统计和砷酸盐表型检测；利用组织培养的方法获得MsPT5转基因紫花苜蓿，筛选阳性植株进行生物量统计、磷含量和蛋白质含量测定。【结果】MsPT5为PHT1家族成员，具有12个跨膜结构域，定位于细胞质膜；拟南芥生理指标测定显示，MsPT5过量表达株系无机磷含量分别为23.02和22.30 nmol·mg-1，野生型对照无机磷含量为19.97 nmol·mg-1。MsPT5过量表达株系生物量分别为0.047和0.054g/plant，野生型对照生物量为0.026 g/plant。MsPT5过量表达能够提高拟南芥无机磷含量和生物量；砷酸盐表型检测结果显示，MsPT5过表达材料具有明显砷毒害表型；紫花苜蓿生理指标测定显示，MsPT5转基因紫花苜蓿生物量分别为19.39g/plant、18.62 g/plant、16.65 g/plant，野生型对照生物量为15.14 g/plant。MsPT5转基因紫花苜蓿磷含量分别为0.37%、0.39%、0.38%，野生型对照磷含量为0.30%。MsPT5转基因紫花苜蓿蛋白质含量分别为21.37%、21.54%、19.91%，野生型对照蛋白质含量为18.04%。MsPT5转基因紫花苜蓿生物量显著提高，同时磷含量和蛋白质含量显著高于对照。【结论】MsPT5是苜蓿应对低磷胁迫过程中的重要基因，过量表达MsPT5可提高植物磷吸收能力和磷含量，提高苜蓿产量和品质，MsPT5在培育高产优质苜蓿品种中具有重要应用价值。

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