【正文】 Pi的 。 ? 另外在 45kDa及 20kDa左右誘導(dǎo)出兩條新的蛋白帶。 研究表明，磷營(yíng)養(yǎng)的缺乏誘導(dǎo)細(xì)胞分泌出一些新的蛋白，同時(shí)也會(huì)抑制某些蛋白的表達(dá)。高等植物 Pho調(diào)節(jié)子由于涉及到細(xì)胞組織和植株的綜合反應(yīng)，磷調(diào)節(jié)子 PHO regulon只是從低磷脅迫產(chǎn)生生理和生化的影響方面進(jìn)行推測(cè)，包括特異組織質(zhì)外體APase合成，誘導(dǎo)根的生長(zhǎng)，以及增加磷吸收率及雙向運(yùn)輸率。 ? Goldstein (1988)將培養(yǎng) 3天的番茄懸浮培養(yǎng)細(xì)胞放入缺磷的培養(yǎng)基中，在處理與對(duì)照的細(xì)胞生長(zhǎng)無(wú)差異時(shí)，細(xì)胞分泌 APase 增加 ， ? 將這些從培養(yǎng)介質(zhì)分離的 APase通過(guò) SephadexG150層析柱分離，發(fā)現(xiàn) APase有二種同工酶，低分子量酶（ M II）和高分子量酶 (M I)。 3．低磷脅迫誘導(dǎo)的酸性磷酸酶是一種復(fù)雜的化合物。 ? 純化根系分泌性 APase，將酶液（ 1ml, 大約 1mg），注射到兔子體內(nèi)，收集血清，用純化得到的抗體注射到缺磷處理 20天的羽扇豆中， ? 通過(guò)熒光顯微技術(shù) (fluorescence microscopy)分析，發(fā)現(xiàn)分泌性APase位于主根的內(nèi)皮層 (endodermal)和表皮細(xì)胞。 羽扇豆 ? 在正常 Pi提供的條件下生長(zhǎng) 15天后，根系中主側(cè)根含磷量顯著增加； ? 在缺磷處理下，主側(cè)根磷水平兩天內(nèi)即快速下降。如研究在磷充足（ 10mg/L）和磷脅迫條件下 ()，水稻的根、莖的磷含量、磷的利用率、酸性磷酸酶活性、分泌性酸性磷酸酶活性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)抗性品種隨著磷濃度的降低根莖磷的含量降低較小，磷的利用效率大大提高，而磷敏感的品種正好相反。浮萍根的表皮及葉的上表皮有很高的濃度及活性。 1． APase在植物組織中的分布 位于易與外界環(huán)境接觸的部位（？）。前三種酶位于細(xì)胞液泡內(nèi)，后一種位于其他細(xì)胞器中。并且發(fā)現(xiàn)有缺磷時(shí)，有新的蛋白質(zhì)合成 包括核糖核酸酶 I。 2 核糖核酸酶的誘導(dǎo) 番茄的懸浮細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞從對(duì)數(shù)生長(zhǎng)到穩(wěn)定生長(zhǎng)期間（ 46天），細(xì)胞內(nèi)及介質(zhì)間核糖核酸酶的活性提高 10倍。如對(duì)鳥(niǎo)嘌呤尿嘧啶二核苷 GpU的酶解作用，最初中間產(chǎn)物是 2’,3’ cGMP和尿嘧啶 (5min)，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間， 30min后 2’3 cGMP降解為 3’ GMP。 三、低磷脅迫誘導(dǎo)核糖核酸酶基因 核糖核酸酶（ RNase） 它是一種 RNA水解酶，活性最適 pH為 ，蛋白質(zhì)等電點(diǎn) ，對(duì)EDTA()不敏感，分子質(zhì)量為 22kDa。 AtPT2是 1897bp長(zhǎng)的核苷酸序列，其閱讀框架編碼 534個(gè)氨基酸的多肽，分子質(zhì)量。 Bun Ya等 1991年利用酵母的 pho84基因篩選擬南芥根系磷脅迫誘導(dǎo) cDNA文庫(kù)。其中前兩者是最早分離到的高親和磷酸鹽吸收轉(zhuǎn)運(yùn)體基因。 隨生長(zhǎng)環(huán)境中磷濃度的降低，根系及細(xì)胞對(duì)磷的吸收能力增強(qiáng) 表明植物對(duì)低磷脅迫具有適應(yīng)機(jī)制。 高磷吸收和低磷吸收系統(tǒng)的區(qū)別 高磷吸收 低磷吸收 條件 外界低磷 外界高磷 能量 需要能量 不需要 磷流動(dòng)的方向 逆向 正向 作用方式 主動(dòng) 被動(dòng) 一、吸收磷的特點(diǎn) 途徑 生長(zhǎng)介質(zhì)中的磷通過(guò)根毛和表皮細(xì)胞進(jìn)入皮層，再由內(nèi)皮層通道細(xì)胞進(jìn)入中柱，沿中柱木質(zhì)部運(yùn)送至地上部，從而分配到地上部不同的器官。收集菌根完整的外部菌絲， gvpt轉(zhuǎn)錄物進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄分析（ reverse transcription, RTPCR)，含有內(nèi)部菌絲的根組織 gvpt轉(zhuǎn)錄非常低， gvpt轉(zhuǎn)錄物主要存在于根的外部菌絲中，其中的 gvpt轉(zhuǎn)錄物高出內(nèi)部 30倍。這一試驗(yàn)充分證明，gvpt是一個(gè)編碼功能性磷酸鹽載體的基因。因?yàn)?pho84突變體 NS219細(xì)胞容易染紅，而野生型仍是白色，可在介質(zhì)中生長(zhǎng)。由此，證明 gvpt是真菌上的基因。由于 G. versiforme是寄生的，純真菌材料難以得到，因此用 gvpt的特異序列設(shè)計(jì)引物，對(duì) G. versiforme的基因組 DNA進(jìn)行 PCR擴(kuò)增。 gvpt 是從有兩個(gè)基因組（植物和真菌）的 cDNA文庫(kù)中鑒定出來(lái)的，因此，可能來(lái)自于共生體的任何一個(gè)基因組。編碼蛋白 521個(gè)氨基酸，是一個(gè)膜蛋白(integral membrane protein)，包含有 12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域 (membrane spanning domain)，與所有真核生物（ eukaryote）和原核 (prokaryote)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體有相似的二級(jí)結(jié)構(gòu) (secondary structure)。 菌根從土壤中吸收磷并轉(zhuǎn)運(yùn)到植物體的分子生物學(xué) Harrison 等 1995年首次分離到了一種孢囊叢枝狀真菌 Glomus versiforme的細(xì)胞跨膜磷酸鹽載體基因 (gvpt)，并對(duì)其載體結(jié)構(gòu)及吸收磷酸鹽的分子機(jī)制進(jìn)行了研究。而與紅辣椒相反，向日葵利用難溶性磷的能力很強(qiáng)，因此盡管其菌根的發(fā)育較好，而且磷的吸收也顯著增加，但是 VA菌根的侵染并未明顯表現(xiàn)出促進(jìn)生長(zhǎng)的效應(yīng)。真菌膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)對(duì)磷的親和力比寄主根系的高，使真菌菌根有較高的磷吸收效率。菌根對(duì)磷營(yíng)養(yǎng)的主要作用是加快對(duì)難溶磷的吸收速率。因?yàn)榫z的生長(zhǎng)增加了吸收表面積，菌絲可達(dá)到距根表面數(shù)厘米的地方，使根的吸磷范圍超過(guò)根際磷耗竭區(qū)。 菌根促進(jìn)磷的吸收和改善磷營(yíng)養(yǎng)，是菌根植物生長(zhǎng)與產(chǎn)量得以增加的主要原因。另外，菌根也依賴寄主供應(yīng)碳水化合物、氨基酸、維生素和其他有機(jī)物質(zhì)。 菌根的作用 菌絲可代替根毛，增加根吸收水分和養(yǎng)分；菌絲呼吸釋放大量的 CO2，溶解后成為碳酸，促進(jìn)土壤難溶物質(zhì)溶解。這種菌根生長(zhǎng)在皮層中，并常常帶有富含類脂的圓卵形球狀體（囊泡），而且高度分枝，在寄主細(xì)胞內(nèi)形成類吸喙結(jié)構(gòu)（叢枝），用于養(yǎng)分轉(zhuǎn)移。 （ 2）內(nèi)生菌根：內(nèi)生菌根的菌絲既生長(zhǎng)在皮層細(xì)胞內(nèi)，也可生長(zhǎng)在細(xì)胞間隙中，真菌套延伸到土壤里。 （ 1）外生菌根：外生菌根是真菌菌絲穿入外皮層的細(xì)胞間隙，形成一個(gè)真菌菌絲網(wǎng)，并圍繞著根相互編織覆蓋起來(lái)，形成鞘狀菌根。例如，小麥、玉米、桑、茶、李、柑橘、山毛櫸、松、蘭花等都發(fā)現(xiàn)有菌根。 phoB phoM phoR phoU Pi PST phoS phoA PstphoU operon phoBphoR phoE ugpAB operon Other operon 增強(qiáng)磷的吸收 Pi Y factor phoRY X factor phoRX () (+) (+) 第三節(jié) 真菌菌根高親和磷酸鹽的轉(zhuǎn)運(yùn) 菌根的性質(zhì) 菌根是一種分布廣泛的真菌與高等植物之間的聯(lián)合共生體。 以上兩種模型的級(jí)聯(lián)調(diào)節(jié)系統(tǒng)都表明， PHOBPHOR在磷調(diào)節(jié)子的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中起著重要作用。 當(dāng) P供應(yīng)過(guò)多時(shí)， PHOR蛋白與核酸輔助因子 Y結(jié)合， P使 phoB處于抑制狀態(tài)。 當(dāng) phoR缺失時(shí)， phoM可代替 phoR激活 phoB。 缺磷 phoB(I) phoR(A) phoB(A) phoR(I) phoU 未知信號(hào)或分子 Pi PST phoA PstphoU operon phoBphoR phoE ugpAB operon Other operon phoR(I) 增強(qiáng)磷的吸收 調(diào)節(jié)模式 2 Rao等（ 1986）提出與上述調(diào)節(jié)模式相似的磷調(diào)節(jié)子的調(diào)節(jié)模式。當(dāng) phoR基因缺失時(shí)， phoM可以代替其功能。 ? 當(dāng)磷供應(yīng)過(guò)量時(shí)，磷通過(guò)磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)入細(xì)胞，提供信號(hào)激活 phoU基因，該基因編碼的蛋白 PHOU使 phoR基因編碼的蛋白 PhoR從激活態(tài) PHOR(A)轉(zhuǎn)變成抑制態(tài) PHOR(I), ? HPOR(I)將激活態(tài) PHO