含有SPX结构域的蛋白存在于多种高等真核生物中,这些蛋白有些在磷调控网络中发挥作用,有些与铁信号转导有关,然而含有SPX结构域的大多数蛋白功能仍然是未知的。在植物中,拟南芥和水稻中的SPX蛋白研究较多。然而在六倍体小麦中尚缺乏研究。本实验室前期利用基因芯片技术在小麦中发现一个仅含有SPX结构域的基因,命名为Ta SPX3。本论文主要对Ta SPX3在磷胁迫下的生物学功能进行分析研究。1.Ta SPX3基因时空表达分析显示:Ta SPX3基因在三种基因型小麦的根和叶中均受磷饥饿强烈诱导表达,但是,转录水平变化的时间曲线有所不同。ZM9023和CS小麦根叶及JM17根中Ta SPX3随着诱导时间的延长,表达量随之上调;在JM17叶中Ta SPX3在第14d表达量下调;恢复供磷后,不同品种小麦根和叶中Ta SPX3的表达量都恢复到正常水平。2.分别在7种不同的缺素营养液和全营养液中水培ZM9023和JM17,Ta SPX3基因时空表达分析发现在缺磷诱导下表达量显著上调,根中的表达量要高于叶中的表达量;在缺铁、缺镁等条件下Ta SPX3的转录水平也有所上调,但上调量没有缺磷条件下的高,表现出对缺磷有一定的专一性。14d的生理指标检测显示,不同元素对小麦生长的影响不同,对各种叶绿素的影响也有差异。表明不同营养元素对小麦的调节机制不同,但之间有交叉的通路。3.利用大麦条纹花叶病毒（BSMV）介导的VIGS技术,对Ta SPX3进行RNAi抑制表达分析。在ZM9023和JM17第二片叶子上分别接种BSMV-Ta SPX3（122）、BSMV-Ta SPX3（169）和BSMV-Ta SPX3（177）重组病毒及BSMV空载,以不接种病毒的植株为对照（CK）,处理后的ZM9023和JM17在缺磷和全营养液中培养。发现在ZM9023和JM17培养第7d开始出现Ta SPX3基因下调现象,接种BSMV-Ta SPX3（122）、BSMV-Ta SPX3（169）和BSMV-Ta SPX3（177）重组病毒后培养14d的ZM9023和JM17根叶中Ta SPX3转录水平与对照相比都受到强烈抑制下调表达,Ta SPX3基因转录水平下调达80%左右;生理指标检测发现Ta SPX3抑制表达的株系根长和根重与对照相比明显变小,表明Ta SPX3抑制对小麦磷胁迫条件下根系生长有一定影响。4.对Ta SPX3进行原核表达分析显示,通过克隆目的基因Ta SPX3全长与表达载体p ET20b连接,构建重组载体;在32℃、IPTG浓度为0.1mmol/L诱导8h,获得了His-Ta SPX3融合蛋白;该融合蛋白大小为32KDa与预测的蛋白大小一致,进一步分析显示该融合蛋白为包涵体。5.利用烟草瞬时表达技术对Ta SPX3蛋白进行亚细胞分析,在激光共聚焦下观察,结果显示Ta SPX3编码蛋白定位于在细胞核和细胞膜上。本研究表明Ta SPX3基因在根和叶中都受到磷胁迫特异性诱导,可能在磷调控网络中发挥重要作用。对Ta SPX3基因生物学功能的深入解析有助于理解其在小麦磷高效分子育种中的作用