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PJ許衛(wèi)鋒：NMT發(fā)現(xiàn)G蛋白γ亞基、14-3-3均可促低P下水稻泌H+
基本信息
主題：NMT發(fā)現(xiàn)G蛋白γ亞基、14-3-3均可促低P下水稻泌H+為兩者互作調(diào)控質(zhì)子泵從而促根伸長(zhǎng)及吸P提供證據(jù)
期刊：The Plant Journal
影響因子：6.141
研究使用平臺(tái)：NMT植物營(yíng)養(yǎng)創(chuàng)新平臺(tái)
標(biāo)題：Rice G protein γ subunit qPE9-1 modulates root elongation for phosphorus uptake by involving 14-3-3 protein OsGF14b and plasma membrane H+-ATPase
作者：福建農(nóng)林大學(xué)許衛(wèi)鋒、許飛云、王珂
檢測(cè)離子/分子指標(biāo)
H+
檢測(cè)樣品
水稻根
異源三聚體G蛋白參與植物生長(zhǎng)發(fā)育，而水稻G蛋白γ亞基qPE9-1響應(yīng)低磷（LP）的作用機(jī)制尚不清楚。在LP條件下，qPE9-1基因在水稻根系中的表達(dá)明顯受到誘導(dǎo)。攜帶qPE9-1等位基因的水稻品種比攜帶qpe9-1等位基因的水稻品種（qPE9-1等位基因的突變體）對(duì)LP表現(xiàn)出更高的主根響應(yīng)。在LP條件下，具有qPE9-1等位基因的轉(zhuǎn)基因水稻比具有qpe9-1等位基因的轉(zhuǎn)基因水稻具有更大的主根長(zhǎng)度和P濃度。質(zhì)膜（PM）H+-ATPase對(duì)qPE9-1介導(dǎo)的LP響應(yīng)非常重要。此外，一種14-3-3蛋白OsGF14b，作為激活PM H+-ATPase促進(jìn)根系伸長(zhǎng)的關(guān)鍵成分，也參與了qPE9-1的介導(dǎo)。另外，OsGF14b在WYJ8（攜帶qpe9-1等位基因）中過(guò)表達(dá)部分增加了LP條件下的主根長(zhǎng)度。使用R18肽（14-3-3 蛋白抑制劑），qPE9-1通過(guò)14-3-3蛋白參與LP條件下主根的伸長(zhǎng)和H+外排。在LP條件下，干燥土壤中qPE9-1株系的根鞘（rhizosheath）重量、全P含量和根鞘土壤Olsen-P濃度均高于qpe9-1株系。這些結(jié)果表明，水稻中的G蛋白γ亞基qPE9-1通過(guò)14-3-3蛋白OsGF14b和PM H+-ATPase來(lái)調(diào)節(jié)根系伸長(zhǎng)以吸收磷。
離子/分子流實(shí)驗(yàn)處理
1. 300 μM P（對(duì)照）處理7 d
2. 300 μM P +30 μM VAN（釩酸鹽，一種PM H+-ATPase抑制劑）處理7 d
3. 300 μM P +2 μM FC（殼梭孢菌素，一種PM H+-ATPase刺激劑）處理7 d
4. 2 μM P（LP）處理7 d
5. 2 μM P+30 μM VAN處理7 d
6. 2 μM P+2 μM FC處理7 d
7. 300 μM P +10μg/mL R18肽處理7 d
8. 2 μM P+10 μg/mL R18肽處理7 d
使用VAN和FC研究qPE9-1對(duì)PM H+-ATPase的影響。LP條件下，qPE9-1回補(bǔ)系和ZH11的H+外排速率增加；然而，在WYJ8和RNAi株系的H+外排速率沒(méi)有差異。施加FC導(dǎo)致qPE9-1回補(bǔ)系和WYJ8對(duì)H+外排速率的響應(yīng)相似。在有VAN的LP條件下，qPE9-1回補(bǔ)系與WYJ8或ZH11與RNAi株系的H+外排速率沒(méi)有顯著差異（圖1）。
圖1. 水稻在300 μM P、300 μM P +30 μM VAN、2 μM P、2 μM P+30 μM VAN、2 μM P+2 μM FC處理7 d后的H+外排速率。正值代表H+外排。
其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果
攜帶qPE9-1等位基因的水稻品種在LP下表現(xiàn)出較高的qPE9-1表達(dá)水平和較大的主根長(zhǎng)度。
在WYJ8中回補(bǔ)qPE9-1會(huì)增加LP條件下的主根長(zhǎng)度和P濃度。
在LP條件下，qPE9-1表達(dá)減少會(huì)降低主根長(zhǎng)度和P濃度。
qPE9-1與OsGF14b（一種14-3-3蛋白，作為激活PM H+-ATPase促進(jìn)根伸長(zhǎng)的關(guān)鍵成分）相互作用并影響OsGF14b在水稻中的表達(dá)。
qPE9-1是LP條件下干燥土壤中根鞘形成和P積累所必需的。
綜上所述，水稻G蛋白γ亞基qPE9-1與14-3-3蛋白OsGF14b相互作用可能是通過(guò)提高低磷條件下OsGF14b基因在水稻根系中的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其次，OsGF14b增加水稻中PM H+-ATPase的活性，促進(jìn)H+外排，這對(duì)根系伸長(zhǎng)和磷吸收非常重要。這些結(jié)果增加了對(duì)水稻響應(yīng)低磷的理解。
測(cè)試液
儀器采購(gòu)信息
據(jù)中關(guān)村NMT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟了解，福建地區(qū)的福建農(nóng)林大學(xué)于2015采購(gòu)了美國(guó)揚(yáng)格公司的非損傷微測(cè)系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：G蛋白γ亞基qPE9-1；H+外排；14-3-3蛋白OsGF14b；缺磷；根伸長(zhǎng)；水稻