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磷是生物体所必需的大量元素之一,其参与构成的化合物、生物大分子广泛参与到各种生命活动当中,有重要的生理功能。但是土壤中可供植物直接利用的磷含量十分的有限,致使磷成为植物生长和粮食产量的主要限制因素。因此,研究植物磷积累的分子机制,寻找促进植物磷营养的方法有重要的意义。一氧化氮(NO)作为一种气体信号分子,参与调节植物多种代谢活动。虽然一氧化氮参与植物非生物胁迫的调节作用已经得到证实,但是其对磷吸收的调节机制尚不明确。本试验以水稻为材料,通过施加NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)、一 氧化氮合成酶(nitric oxide synthetase)抑制剂(Nw-nitro-L-arginine,L-NNA)、硝酸盐还原酶(nitrate reductase,NR)抑制剂(Tungstate)和一氧化氮清除剂(2-(4-carboxy-pheny1)-4,4,5,5-tetra methylimidazadine-1-oxy1-3-oxide cysteine synthase,cPTIO),借助激光共聚焦、实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)等实验手段,验证了NO对水稻磷元素吸收和转运的调控作用,取得了以下主要成果:(1)SNP可以促进水稻对磷元素的积累,该促进作用具有浓度依赖性。SNP处理浓度低于30μM时,对水稻根中磷含量的积累都有较强的促进作用;而30μM SNP时,对地上部分磷含量积累的促进能力较10μM SNP处理时有所降低;SNP浓度继续升高至50 μM时,对根中磷浓度的积累的促进作用也开始下降,而此时地上部分磷含量己和CK无差别。(2)NO可以调控水稻磷酸盐转运子的表达来调控磷的吸收和转运。随着SNP浓度的升高,参与磷吸收的转运子基因OsPT10,OsPT6和OsPT8的表达量,分别在5、10和30 μM处理下达到最高;OsPT4的表达量出现了先抑制后增强的现象;编码行使磷酸盐转运功能的OsPT2基因,其表达量在SNP存在的情况下会显著的提高。(3)NO参与水稻磷酸盐吸收及转运机制的调控过程。高浓度的NO可以显著促进OsMYB2P-1和OsPHR2的表达,并由此激活磷饥饿调节机制,上调多个磷酸盐转运子和酸性磷酸酶基因OsPAP10的表达,增强水稻的磷吸收及转运能力。SNP的存在对OsPHO2,OsPHR1的表达则有显著的抑制作用,但对OsPHR1抑制程度与SNP的浓度有明显的相关性,SNP可以促进OsmiR399k的表达,但是会抑制其他剪切位点成体miRNA的表达。综上所述,NO可以激活水稻磷酸盐吸收及转运机制,通过提高磷酸盐转运子的表达,来提高水稻植株中的磷元素积累。此研究结果,可以为研究植物磷酸盐高效利用机制提供理论支持。