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磷是植物生长必需的三大营养要素之一，而土壤中缺磷已成为制约我国农作物产量提高的主要因素。丛枝菌根真菌(AMF)与宿主植物形成的共生体，通过菌丝在土壤中形成的菌丝网络扩大土壤中磷吸收的范围，提高植物磷吸收率。而丛枝菌根真菌与宿主植物之间磷的吸收和转运主要由位于植物与真菌共生界面的磷转运蛋白完成。但是，目前对于磷转运蛋白是否能以转运受体的形式参与磷信号转导方面的科学问题还知之甚少。 本课题，以AM真菌Glomusintraradices和紫云英(Astragaluasinicus)为材料，从本实验室已经分离的6个紫云英Pht1家族的磷转运蛋白中选择了2个菌根真菌特异诱导表达的磷转运蛋白——AsPT1和AsPT4，通过分子生物学，生物化学及生理学等方法，深入研究磷转运蛋白AsPT1与AsPT4在菌根共生时期感应与识别外界Pi信号的受体功能及调节植物根生长发育的功能及内共生时期通过转运植物激素来调节植物根生长发育的激素转运受体功能。为全面阐明磷转运蛋白AsPT1和AsPT4是如何调节AM共生体及植物的生长发育，尤其是根内丛枝的生长发育与改善宿主营养提供新的分子生物学依据。 1.研究发现AsPT1和AsPT4蛋白在菌根生长发育中起着非常重要的作用，不仅调节着共生的形成，还调节着丛枝的发育。AsPT1和AsPT4基因的沉默表达使共生体菌根的侵染率和丛枝丰度显著降低，并出现了丛枝发育不良，提前降解死亡的现象。 2.AsPT1和AsPT4在紫云英共生和非共生体Pi转运途径中发挥着主要的作用。AsPT1可能具有转运受体功能，除了转运磷外，还可以识别Pi信号，通过Pi信号途径调节共生界面磷酸盐的动态平衡。另外，AsPT1和AsPT4基因除了在菌根共生时期被诱导表达外，还在非共生植物根尖中表达，而在共生植物根尖中表达量下降。 3.AsPT1和AsPT4基因的沉默在不同磷浓度条件下都影响了植物的PKA信号通路，导致根中的海藻糖酶活性发生了变化，由此推测PKA信号途径参与了由Pi介导的AsPT1和AsPT4调控植物根生长发育的过程。 4.AsPT1和AsPT4调节着非共生状态下植物根的发育，特别是侧根的发育。AsPT1和AsPT4基因的沉默表达，影响了紫云英转化根中植物激素的含量，特别是天冬氨酸结合态的生长素IAA-asp。另外，外源激素可以影响AsPT1和AsPT4基因的表达。由此可以推测，AsPT1和AsPT4蛋白可能具有激素转运受体功能，通过转运和调节植物体内的植物激素来调控植物根的生长发育。 总之，AsPT1和AsPT4磷转运蛋白在AMF真菌与宿主植物共生体中起着非常重要的作用，不仅调节着菌根和丛枝结构的生长发育，还调控着植株Pi转运的过程。AsPT1和AsPT4可能是一类非常复杂的多功能复合性转运受体，不仅参与了Pi信号途径，还参与着非生物逆境信号过程和植物激素信号过程。