王继纯，李瑞莉，王姣玲，邵俊雯，赵红玉，*

(1.浙江师范大学 化学与生命科学学院，浙江 金华 321004； 2.中国农业科学院 农业资源与农业区划研究所，北京 100098； 3.南阳师范学院 生命科学与农业工程学院，河南 南阳473061)

磷是植物生长发育所必需的大量元素之一。[1]。植物吸收磷的主要形式为无机磷酸盐，然而磷酸盐容易被铁、铝、钙等金属离子固定，因此，土壤中可供给植物吸收利用的无机磷含量十分有限[2]。缺磷会严重影响植物的生长发育，就水稻而言，缺磷胁迫不仅会导致水稻生长缓慢、植株矮小、水稻分蘖期延迟、抑制分蘖数目、叶片夹角变小[3]，还会导致净光合速率和气孔导度下降，光合产物积累量减少，影响作物产量[4]。植物的生产力依赖于光合作用，而磷是植物叶绿体光合作用同化和光合磷酸化的必需底物，因此，光合反应过程中有效磷含量是影响光合效率的一个重要因素，植物缺磷会导致净光合作用的降低和植株生物量的下降[5]。叶绿体从细胞质中获得磷作为光合反应的前体，通过卡尔文循环、还原力(NADPH)和ATP以磷酸三糖的形式产生还原碳，用来为质体和细胞代谢提供能量[6]。研究表明，磷不仅是ATP的结构组分，还可以刺激ATP的产生[7]，叶绿体基质中的正磷酸盐浓度降低，会抑制类囊体膜上ATP合成酶的活性，并导致基质酸化，进而影响卡尔文循环中酶的活性[8]。核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶(ribulose-1，5-bisphosphate carboxylase/oxygenase，Rubisco)是光合作用碳同化的羧化酶，它通过羧化作用催化CO2与核酮糖-1，5-二磷酸(RuBP)结合产生3-磷酸甘油酯，进而发生一系列反应，将ATP的化学能转化到葡萄糖中[9]。磷酸盐可以激活Rubisco的活性，提高羧化速率，从而提高RuBP利用效率。在叶片中磷供应不足时，叶绿体中的Rubisco等可溶性蛋白含量与活性均低于正常供磷的对照，光呼吸与碳同化作用均下降。不仅是在高等植物中，在具有光合作用功能的低等植物蓝藻也能利用磷通过特定的机制促进Rubisco的激活[10][11]。

迄今为止，已经在叶绿体膜中鉴定出3类磷酸盐转运蛋白：磷酸转运体2家族(phosphate transporter 2，PHT2)、磷酸转运体4家族(pohsphate transporter 4，PHT4)和质体磷酸盐转运蛋白(plastidic phosphate translocators，pPTs)[12]。拟南芥(Arabidopsisthaliana)中PHT2基因家族成员AtPHT2；1定位于叶绿体内膜上，参与磷的吸收和转运，突变体Atpht2；1与野生型相比，叶绿体中磷含量显著减少[13]。水稻中PHT2家族成员的同源基因OsPHT2；1也编码一个叶绿体内膜定位的低亲和磷酸盐转运蛋白，介导磷的吸收和转运到叶绿体，其基因突变后导致叶绿体内淀粉含量与次级代谢产物类黄酮的积累减少，植物光合速率与植物生长速率受到抑制[14]。拟南芥中PHT4基因家族包含6个成员，AtPHT4；1、AtPHT4；2、AtPHT4；3、AtPHT4；4、AtPHT4；5、AtPHT4；6。AtPHT4；1是一个定位在叶绿体类囊体膜上的Na+依赖的磷酸转运体，介导叶绿体类囊体和叶绿体基质间磷的运输。AtPHT4；1的表达水平受昼夜节律调控，在植物防御方面起重要作用[15]。AtPHT4；2主要在根部表达，作为一个质体定位的磷酸转运体，参与植物质体中的磷运输到细胞质的过程；同时也会影响拟南芥的叶片大小和叶片淀粉的积累[16]。AtPHT4；4和AtPHT4；5都是叶绿体膜定位的Na+依赖的磷酸转运体，AtPHT4；4也能介导抗坏血酸的运输，参与叶黄素循环过程[17]。AtPHT4；6是一个高尔基体定位的磷酸转运体，同时参与盐胁迫的应答过程。水稻OsPHT4基因家族包含6个成员，OsPHT4；1、OsPHT4；2、OsPHT4；3、OsPHT4；4、OsPHT4；6-1、OsPHT4；6-2。OsPHT4；1～OsPHT4；4定位于叶绿体膜，而OsPHT4；6-1和OsPHT4；6-2定位于高尔基体。在异源表达系统酵母磷酸盐转运缺陷的突变体中，OsPHT4基因家族的6个成员都可以回复酵母突变体中无机磷酸盐的转运，推测OsPHT4基因家族可能参与叶绿体中磷的跨膜运输[18]。pPTs基因家族参与叶绿体基质与细胞质之间碳代谢物和无机磷酸盐的交换。根据它们的底物特异性分为4个亚家族，分别为磷酸三糖/磷酸盐转运体(triose phosphate/phosphate translocator，TPT)、葡萄糖-6-磷酸/磷酸盐转运体(glucose-6-phosphate/phosphate translocator，GPT)、木酮糖-5-磷酸/磷酸盐转运体(xylulose-5-phosphate/phosphate translocators，XPT)、磷酸烯醇丙酮/磷酸盐转运体(phosphoenolpyruvate/phosphate translocator，PPT)[19]。拟南芥AtTPT是植物中克隆到的第一个磷转运体，定位于叶绿体内膜上，介导磷酸丙糖/无机磷的逆向转运[20]。拟南芥中Attpt突变体不能将磷酸丙糖输出到胞质中，最终影响了拟南芥淀粉代谢途径[21]。水稻OsTPT1主要在叶片和叶鞘中表达，在种子和根中仅少量表达，OsTPT2的表达模式与OsTPT1相似，但表达水平比OsTPT1低，推测OsTPT1在水稻中起主要作用[22]。马铃薯中，磷酸丙糖通过TPT运输到胞质中，进一步合成蔗糖，蔗糖经酶解为己糖磷酸盐[23]。GPT蛋白是一个葡萄糖-6-磷酸/无机磷反向转运体，主要在异养组织的质体中表达。在异养组织中葡萄糖-6-磷酸经GPT运输进入质体，同时将无机磷从质体中释放至细胞质中，在质体中作为淀粉合成或磷酸戊糖氧化途径的底物[24]。AtGPT1在拟南芥的源和库器官中均有表达，AtGPT2几乎只在种子中表达。在水稻中，OsGPT1和OsGPT2在种子中表达水平较高[25]。已有研究表明，GPT基因在花药发育、花粉育性和胚胎发育中起重要作用。在拟南芥中，Atgpt1突变体无法完成花粉和胚珠的发育，突变体传代效率低，胚柄发育异常，甚至出现“异位胚”[26-27]。水稻Osgpt1突变体的花粉粒也无法积累淀粉粒，导致花粉不育[28]。XPT主要以无机磷酸盐、磷酸三糖和木酮糖-5-磷酸作为转运底物[29]。拟南芥AtXPT的2个基因的单突变体Atxpt-1和Atxpt-2没有明显的表型，而Atxpt-1与Atxpt-2突变体杂交产生的双突变体植株表现出生长延迟和高叶绿素荧光表型，并影响植株光合作用[30]。

磷酸烯醇式丙酮酸/磷酸盐转运体PPT介导细胞质中的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与磷交换进入质体基质[31]。PEP是芳香族氨基酸的合成前体，芳香族氨基酸不仅是蛋白质的成分，而且还作为次级代谢物(例如生物碱、类黄酮和木质素)生物合成的前体，其中一些物质在植物防御机制和应激反应中起关键作用[32]。质体也是脂肪酸生物合成的场所，PEP也可以在丙酮酸激酶作用下转化为丙酮酸，进入脂肪酸合成路径[33]。由于质体中缺乏将磷酸己糖或磷酸三糖转化为PEP的糖酵解酶，因此，PEP只能依靠磷酸烯醇式丙酮酸/磷酸盐转运体PPT蛋白运输到质体中。拟南芥AtPPT基因家族中包含2个成员，其中AtPPT1由AtCUE1基因编码，Atcue1突变体表现出多个发育过程受阻的表型，最明显的是叶片呈现网状、地上部生物量降低。AtPPT1在所有的组织中均有表达，而AtPPT2主要在叶和花中表达[34]。目前，水稻中PPT基因家族的运输功能和亚细胞定位还不清楚，因此，本研究以水稻质体磷酸盐转运体OsPPT基因家族为研究对象，对OsPPT基因家族成员进行综合分析，解析其组织特异性表达模式、蛋白运输功能、亚细胞定位，以及对非生物胁迫的响应模式。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种为粳稻石狩白毛(Ishikari-shiroke)，SSBM。供试酵母菌株为突变体菌株YP100(Δpho84 Δpho87 Δpho89 Δpho90 Δpho91Δgit1)。所有的供试材料都来自本实验室。

1.2 试验设计

1.2.1 OsPPTs进化树构建

用于构建进化树的蛋白序列来自PLAZA网站(http：//bioinformatics.psb.ugent.be/plaza/)，蛋白质序列通过Geneious软件进行同源比对分析，利用网站CIPRES (http：//www.phylo.org/)进行进化分析，用最大似然法构建进化树。

1.2.2 基因组织特异性表达模式和对非生物胁迫的响应模式

选取成熟饱满的野生型石狩白毛种子脱壳后，浸水萌发，将萌发后的种子播种在水培营养液纱网上。1周后，水稻幼苗转移至水稻全营养液培养槽中继续培养2周后进行非生物胁迫处理。处理前为了消除基因表达的昼夜节律可能带来的影响，将水稻苗先放置在持续光照条件下培养48 h，然后用100 mmol·L-1NaCl、100 μmol·L-1脱落酸(abscisic acid，ABA)和500 μmol·L-1水杨酸(salicylic acid，SA)分别处理实验材料。然后取处理后0、2、4、8、24 h的地上部和根部组织，保存在液氮中，用于提取RNA。

培养2周的苗开始进行缺磷胁迫处理，分别取缺磷处理第1、3、5、10、15天的地上部组织和根部组织的样品，保存在液氮中，用于提取RNA，并反转录成cDNA，用于后期检测OsPPTs对于缺磷胁迫的响应模式。

分别提取幼苗、开花期和灌浆期水稻的根、茎、叶、花、穗的RNA，并且反转录成cDNA。用于后期检测OsPPTs在各组织中的表达模式。

1.2.3 水稻RNA的提取和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)

采用EastepTMSuper(Promega)总RNA提取试剂盒提取样品总RNA，使用NanoDropONE微量UV-Vis分光光度计(ThermoScientificTM)测定RNA浓度，将提取的RNA保存在-80 ℃冰箱备用或直接进行下一步实验。

qRT-PCR引物需要先做溶解曲线分析，以保证引物特异性和实验结果准确性，qRT-PCR引物见表1。本实验采用水稻内参基因ACTIN的表达水平作为相对定量的标准，相对表达量计算使用2-ΔΔCT法。

表1 qRT-PCR引物

1.2.4 亚细胞定位载体的构建与原生质体转化瞬时表达

构建OsPPT1～OsPPT4的GFP融合表达载体，用于瞬时转化水稻原生质体细胞，观察其蛋白质亚细胞定位。酶切位点与相应的引物序列如表2。GFP融合载体通过聚乙二醇(PEG)介导转化原生质体细胞。利用激光扫描共聚焦显微镜(Leica cTCSSP5，Leica，德国)观察GFP的荧光和叶绿素的自发荧光，其激发波长分别为488 nm和516 nm。

1.2.5 OsPPTs磷酸盐转运能力分析

磷转运缺陷型酵母突变株YP100(Δpho84 Δpho87 Δpho89 Δpho90 Δpho91Δgit1)缺失了酵母中所有磷的转运体，同时转入了GAL1-PHO84载体，该载体不仅能合成色氨酸(Trp)，还能在半乳糖存在的情况下激活GAL1启动子，驱动PHO84高亲和磷酸转运体的表达，从而使酵母突变体YP100能够吸收培养基中的磷而存活。酵母突变体回复验证实验用到的酵母表达载体为PRS426-ADH1，包含增强型启动子ADH1，同时可以合成尿嘧啶(Ura)。酵母突变体菌株YP100自身不能合成Ura)，可以根据培养基中的Ura缺陷型进行阳性筛选克隆。

表2 扩增引物

构建PRS426-ADH1-PHO84表达载体作为阳性对照，PRS426-ADH1-PPT1、PRS426-ADH1-OsPPT2、PRS426-ADH1-OsPPT3、PRS426-ADH1-OsPPT4表达载体作为实验组，空载体PRS426-ADH1作为阴性对照，使用LiAc/PEG转化法转化入酵母菌株YP100中，涂于氨基酸缺陷型培养基SG/-Ura-His-Trp-Ade上进行选择生长。SG/-Ura-His-Trp-Ade培养基中使用半乳糖作为唯一碳源，磷浓度为 7 mmol·L-1。

OsPPT基因家族回复酵母突变体YP100(Δpho84Δpho87Δpho89Δpho90Δpho91Δgit1)。将10倍等体积稀释的酵母点在含有不同磷浓度的SD(-P)/-Ura-His-Trp-Ade (pH值5.5)培养基上，将培养基放置在30 ℃培养4 d。培养基中使用的碳源为葡萄糖，磷浓度分别为1、10、20 mmol·L-1。引物序列见表3。

表3 酵母载体构建所用引物

2 结果与分析

2.1 OsPPT家族进化树分析

从拟南芥、水稻、无油樟(Amborellatrichopoda)、短柄草[Brachypodium sylvaticum (Huds.) Beauv.]等10种不同的陆地植物和1种绿藻(Chlorophyta)基因组中鉴定和检索了质体磷酸盐转运体的同源蛋白序列，进行系统进化树分析。与前期报道一致，质体磷酸盐转运体家族分为TPT、PPT、GPT、XPT共4个亚家族。根据聚类树分析可知，XPT和GPT之间的同源性较高，共属于同一分支。拟南芥基因组中包含2个PPT成员：AtPPT1(At5g33320)和AtPPT2(At3g01550)，而水稻OsPPT家族成员有4个：OsPPT1、OsPPT2、OsPPT3、OsPPT4。结果(图1)显示，水稻OsPPT与短柄草、玉米(ZeamaysL.)等单子叶植物在进化距离上较近，在水稻OsPPT家族4个成员中，OsPPT1和OsPPT2的亲缘关系较近，OsPPT3和OsPPT4的亲缘关系较近，它们各自在功能上可能有相似部分，有待进一步探究。

不同的颜色代表不同的质体磷酸盐转运体家族：红色代表GPT和XPT家族；灰色代表TPT家族；绿色代表PPT家族。英文字母代表不同物种的名字：Os，水稻；AT，拟南芥；ATR，无油樟；Bradi，二穗短柄草；Cre，莱茵衣藻；Mapoly，地钱；Potri，毛果杨；Pp，小立碗藓；SMO，江南卷柏；Solyc，番茄；Zm，玉米。The different colours indicated different plastidic phosphate translocators family： red， GPT and XPT； grey， TPT； green， PPT. Letters in the codes represented species names as follows： Os， Oryza sativa； AT， Arabidopsis thaliana； ATR， Amborella trichopoda； Bradi， Brachypodium distachyon； Cre， Chlamydomonas reinhardtii； Mapoly， Marchantia polymorpha； Potri， Populus trichocarpa； PP， Physcomitrella patens； SMO， Selaginella moellendorffii； Soly， Solanum lycopersicum； ZM， Zea mays.图1 PPT家族系统进化树分析Fig.1 Phylogenetic tree analysis of PPT family members

2.2 OsPPT家族成员的表达模式

如图2所示，OsPPT基因家族的表达水平在水稻生长不同时期的不同组织器官中呈现不同的表达模式。OsPPT1在水稻幼苗时期的地上部的表达明显高于根部；在灌浆期叶片中的表达丰度比开花期叶片中的表达丰度略低，而OsPPT1在灌浆期根部的表达水平与开花期没有明显差异，在灌浆期穗中的表达水平显著高于开花期。OsPPT2在地上部的表达显著高于根部，主要在开花期的叶片中表达，并且在新叶中的表达水平高于老叶，在灌浆期叶片中的表达水平明显低于开花期叶片，表明OsPPT2可能主要在开花阶段的叶片中起作用。OsPPT3在水稻开花期和灌浆期叶片中的表达水平高于其他器官，并且在这两个时期中的表达水平比较稳定。OsPPT4主要在叶片中表达，在根与穗中几乎检测不到表达，并且无论是在水稻开花期还是灌浆期，OsPPT4在光合活跃的新叶中的表达量都高于老叶。

VS，营养生长阶段，生长21 d的水稻；FS，开花时期，生长 48 d的水稻；GFS，种子灌浆阶段，生长60 d的水稻。数据为3次统计的平均值±标准误。Leaf1～Leaf7代表的叶片是从下面开始数，Leaf1是指从下面数第2片叶(第1片叶已经脱落)，Leaf7是指从下面数第8片叶(剑叶)。不同的字母代表显著性差异，P<0.05。VS， Vegetative stage， 21-day-old plants； FS， Flowering stage， 48-day-old plants； GFS， Grain filling stage， 60-day-old plants. Data are Leaf1-Leaf7 represents the number of leaves from below， leaf1 refers to the number of the second leaf from below (the first leaf has fallen off)， and leaf7 refers to the number of the eighth leaf from below (flag leaf). Different letters represent significant differences， P<0.05.图2 OsPPT基因家族成员在各组织中的表达模式Fig.2 Expression pattern of OsPPT family members in various tissues in rice

2.3 OsPPT家族成员的亚细胞定位

为了研究OsPPT在水稻中的亚细胞定位，将OsPPT1、OsPPT2、OsPPT3、OsPPT4基因的全长互补DNA(cDNA)与GFP融合，通过PEG介导法将重组质粒转入水稻原生质体中，通过共聚焦显微镜观察融合表达的绿色荧光蛋白与叶绿素的自发荧光的定位情况。结果如图3所示，OsPPT1、OsPPT2、OsPPT3、OsPPT4融合蛋白的荧光信号都存在于叶绿体自发荧光的外沿，表明OsPPT1、OsPPT2、OsPPT3、OsPPT4蛋白定位在叶绿体膜上。

绿色信号表示绿色荧光蛋白(GFP)荧光信号，红色信号表示叶绿素自发荧光信号。Bright，明场；标尺=10 μm。The green signals indicated green fluorescent protein (GFP)， and the red signals indicated autofluorescence of chlorophyll. Bright， bright area； Scale bar=10 μm.图3 OsPPT1～OsPPT4蛋白在水稻原生质体中的亚细胞定位Fig.3 Subcellular localization of OsPPT1-OsPPT4 proteins in rice protoplasts

2.4 酵母中OsPPT蛋白转运磷的能力

为了验证OsPPT蛋白是否具有转运磷酸盐的能力，在磷酸盐转运能力缺陷的酵母突变菌株YP100中表达了OsPPT1、OsPPT2、OsPPT3、OsPPT4，并设置转化了高亲和磷酸盐转运体PHO84基因的酵母菌株作为阳性对照，转化了空载体的酵母菌株作为阴性对照。结果如图4所示，在以半乳糖作为碳源的培养基上，表达PHO84基因的酵母菌株、含目的基因重组质粒和空载体的酵母菌株均能正常生长，且各个菌株之间生长无明显差异，这一结果表明这些酵母菌株具有相似的活力，这是因为半乳糖可以诱导YP100突变菌株中GAL启动子驱动的PHO84基因的表达，从而使菌株能够吸收培养基中的磷酸盐。实验结果表明：在以葡萄糖作为唯一碳源的培养基上，转化了PHO84基因的阳性对照，在所有磷浓度下都可以生长；而转化空载体的酵母无法生长；转OsPPT1、OsPPT2、OsPPT3、OsPPT4基因的酵母在培养基磷浓度达到10 mmol·L-1及以上时可以生长，表明OsPPT家族4个成员都具备介导磷在酵母中跨膜转运的能力。

PHO84是高亲和磷酸转运体，作为阳性对照。转空载体酵母为阴性对照。PHO84 was a high-affinity phosphate transporter and served as a positive control， and empty vector was a negative control.图4 OsPPT基因家族在酵母突变体中能够介导磷酸盐的运输Fig.4 OsPPT genes can confer phosphate transport in yeast

2.5 OsPPT家族成员在低磷胁迫条件下的表达模式分析

为研究低磷胁迫是否会影响OsPPT基因家族成员的转录水平，对2周苗龄的水稻野生型SSBM进行了15 d的缺磷处理。以正常供磷(200 μmol·L-1)的野生型SSBM作为对照，在缺磷的第1、3、5、10、15天分别提取缺磷处理和对照植株地上部的RNA进行相对定量分析。结果如图5所示，OsPPT1～OsPPT4在缺磷处理15 d内地上部的表达水平基本没有显著改变。

图5 OsPPT基因家族成员在缺磷期间地上部转录水平的动态变化Fig.5 Dynamic changes in transcript levels of OsPPT gene family members during phosphate deprivation in shoots of rice seeding

2.6 OsPPT基因家族成员在盐离子、水杨酸和脱落酸处理下的表达模式

如图6所示，在100 mmol·L-1NaCl处理下，地上部OsPPT1的表达水平对盐胁迫响应不明显，而在根部的表达水平明显上升；OsPPT2的表达水平在地上部和根部均被强烈诱导，OsPPT2在根部的表达水平在4 h达到峰值，而地上部的表达水平在8 h达到峰值；OsPPT3在地上部和根部的表达水平前期略微升高，在处理24 h表达水平略有下降；OsPPT4的表达水平在地上部受盐胁迫抑制，其在根部的表达水平受盐胁迫诱导。

水稻苗在正常营养液中培养14 d，然后用不同的化学试剂处理24 h。 ABA， 100 μmol·L-1； NaCl， 100 mmol·L-1； SA， 500 μmol·L-1。数据为3次统计的平均值±标准误。*，P<0.05；**，P<0.01；***，P<0.001。Fourteen-day-old seedlings grown under normal conditions were exposed to different chemical treatments for 24 h. ABA， 100 μmol·L-1； NaCl， 100 mmol·L-1； SA， 500 μmol·L-1. Data were *， P<0.05； **， P<0.01； ***， P<0.001. 图6 OsPPT基因家族成员在NaCl、SA、ABA胁迫条件下转录水平的动态变化Fig.6 Dynamic changes of transcript levels of OsPPT gene family members in response to NaCl， SA and ABA stresses of rice seedings

在500 μmol·L-1SA处理下，OsPPT1在地上部的表达水平受到抑制，其在根部的表达水平受SA诱导；OsPPT2的表达水平在地上部和根部均被SA诱导；地上部中OsPPT3的表达水平在SA处理后2～4 h上升，随后逐渐下降，OsPPT3在根中的表达也受SA的诱导；OsPPT4的表达水平在地上部受SA抑制，在根部其表达水平受SA诱导。

在100 μmol·L-1ABA处理下，OsPPT1在地上部的相对表达量在24 h内持续上升，而在根部的表达变化较小；OsPPT2的表达在地上部和根中都受ABA的诱导；OsPPT3的表达受到一定抑制；OsPPT4在地上部的表达水平受到一定抑制，而在根中受到ABA诱导。

3 讨论

已有报道显示，质体磷酸盐转运体对植物叶绿体基质和细胞质之间磷酸盐的交换是必不可少的。AtPPT基因在拟南芥中已得到广泛研究，已证实AtPPT1和AtPPT2定位在质体上，参与维持叶肉细胞的正常功能。本研究通过对多种植物中PPT的同源蛋白进行聚类分析可知，水稻中包含4个OsPPT基因。蛋白质的亚细胞定位与其功能之间往往存在着非常紧密的联系，可通过对目的基因进行亚细胞定位分析来预测其功能与作用，本研究结果显示，OsPPT蛋白主要定位于叶绿体膜上，这与该蛋白家族能够介导PEP进入叶绿体的功能相一致。

在拟南芥中，AtPPT1主要在维管系统中表达，而AtPPT2在叶片中普遍表达，但不在根中表达。本研究中，水稻OsPPT基因家族成员在植株地上部均有表达，OsPPT1呈组成型表达，其表达在水稻生长周期的各时间段与各组织器官中的表达水平相似；OsPPT2主要在开花阶段的叶片中表达；OsPPT3主要在开花期和灌浆期表达；而OsPPT4主要在叶片中表达，并且在光合作用活跃的叶片中表达量较高，而在根部的表达量极低。表达模式上的差异也暗示了OsPPT基因家族成员在不同组织中可能发挥不同的功能。

PPT基因家族的主要功能是介导细胞质中的PEP进入叶绿体基质参与莽草酸途径和脂肪酸合成途径，同时将磷输出到胞质中，维持植物基本的代谢需求[31]。OsPPT基因家族4个成员都能够介导磷的运输，并且在磷浓度较高时才能回复YP100的生长缺陷，表明OsPPT在酵母细胞中属于低亲和的磷酸盐转运体。

由于OsPPT家族成员主要定位于叶绿体膜上，可能与拟南芥AtPPT家族功能类似，特异性地调控细胞质中的PEP跨膜转运进叶绿体基质，同时将磷转运到细胞质中，属于PEP和磷的对向转运体。因此，当叶绿体磷含量过低时，磷的外排受抑制，叶绿体可能无法获得足够的PEP用于脂肪酸合成与莽草酸途径的底物，进而影响代谢产物的生成，阻碍植株生长。本研究中，OsPPT1、OsPPT2、OsPPT3、OsPPT4地上部的表达水平在缺磷处理条件下没有显著变化，暗示OsPPT基因家族在缺磷胁迫下可能不起重要作用。

水稻OsPPT基因家族成员的启动子上含有多种应答激素类信号和非生物胁迫的顺式作用元件，暗示OsPPT基因家族成员可能参与激素和非生物胁迫响应。本研究中，大多数OsPPT基因家族成员的表达水平在SA、ABA和NaCl处理下发生了明显变化，表明其可能参与非生物胁迫反应，其具体功能需要通过创制相应的突变体和过表达等遗传材料来进一步研究。