植物磷转运蛋白（PT）在介导植株对介质中磷素（Pi）吸收以及植株体内Pi在细胞、组织间跨膜转运中发挥着重要生物学功能。本项研究针对迄今小麦PT基因克隆、分子特征分析、生化特征鉴定和生物学功能研究较少的现状，以作者所在试验室前期构建的富集叶片丰磷基因和根系低磷基因的cDNA差减文库为基础，克隆了1个归属于PHT2家族的小麦PT基因TaPHT2;1和1个归属于PHT1家族的小麦PT基因TaPT2。采用现代分子生物学技术，对上述基因的分子特征及其对植株磷素营养的调控特性进行了研究。主要研究结果如下。1. TaPHT2;1与已报道部分植物种属PHT2家族基因具有较高同源性，为PHT2家族成员。 cDNA全长为2094bp，开放阅读框（ORF）1707bp，编码557个氨基酸。该基因编码蛋白TaPHT2;1含有12个保守跨膜域，保守域7和保守域8之间具有1个较大亲水区。2. TaPHT2;1呈叶片优势表达特征，且受到低磷胁迫诱导，根系中该基因表达水平在丰、缺磷条件下均明显低于叶片。此外，该基因的表达还呈现典型的昼夜节律特征，表现为进入光期后，随着光期进程该基因的表达水平不断增强；进入暗期后，该基因表达水平随着暗期进程不断减弱。3.用TaPHT2;1和绿色荧光蛋白基因（GFP）的融合基因转化烟草和小麦，进一步对融合蛋白在叶片亚细胞水平上的定位检测发现，该小麦PT定位在叶绿体被膜上，采用遗传转化技术，用TaPHT2;1的开放阅读框（ORF）遗传转化缺失高亲和磷转运蛋白系统功能的酵母突变体，证实该小麦PT基因具有补偿突变体酵母Pi吸收的功能。上述结果表明，TaPHT2;1在介导胞质和叶绿体间的Pi转运中可能发挥着重要功能。4.在构建反义表达TaPHT2;1双元表达载体基础上，采用农杆菌介导方法遗传转化小麦幼胚外植体，建立了下调表达该小麦PT基因的转基因系植株。对典型TaPHT2;1下调转基因系（Line2和Line5）植株和野生型（WT）在丰磷（2mmol/L Pi）和缺磷（100μmol/L Pi）条件下的植株生长特征、含磷量和光合参数研究表明，与WT相比，丰、缺磷条件下下调表达TaPHT2;1植株的叶绿体Pi浓度显著下降，表明该小麦PT成员在调控胞质中Pi向叶绿体的转运过程中发挥重要作用。此外，与WT相比，供试丰、缺磷条件下下调表达TaPHT2;1转基因株系的光合能力下降，植株全磷含量降低，单株磷累积量减少，植株长势变差。5.研究发现，下调表达TaPHT2;1转基因植株丰、缺磷条件下的单株磷累积量均明显低于WT，表明该小麦PT基因不仅参与细胞内胞质与叶绿体间的Pi转运，而且也是植株体内Pi信号通路的重要组分，参与对其他PT成员吸收介质中Pi及转运组织间Pi的调控。6. TaPT2与部分植物种属PHT1家族成员高度同源，为小麦PHT1家族基因。该基因的全长cDNA为1802bp，编码多肽链的氨基酸残基数量为525个，编码蛋白的分子量为57.5kDa，等电点为8.65。跨膜域预测分析结果表明，TaPT2含有12个保守跨膜域，该翻译蛋白经内质网分选后靶向细胞质膜。7.采用PCR技术扩增了TaPT2的编码阅读框序列，利用DNA重组技术将其融合至酵母表达载体，进一步转化缺失高亲和磷转运蛋白酵母突变体MB192。结果表明，TaPT2具有补偿MB192在低磷胁迫下Pi吸收的功能。8. TaPT2的表达呈典型的根系优势表达且表达水平受到低磷胁迫的明显诱导。采用DNA重组技术，构建了将TaPT2开放阅读框分别以正义和反义方式融合至表达载体的表达框，利用农杆菌介导的遗传转化技术建立上、下调表达TaPT2的转基因植株。9.以野生型植株和典型上、下调表达TaPT2的转基因株系植株为材料，通过设置丰、缺磷处理水培试验，研究了遗传转化TaPT2对植株抵御低磷逆境的影响。结果表明，丰磷条件下，与WT相比，上、下调表达TaPT2转基因株系植株的单株干重、全磷含量、单株磷累积量和叶片光合参数没有改变；低磷胁迫下，与WT相比，下调表达TaPT2转基因植株的单株干重、全磷含量、单株磷累积量和叶片光合能力下降，而上调表达TaPT2的转基因植株的单株干重、全磷含量、单株磷累积量和叶片光合能力则较WT显著增高。表明，TaPT2是一个高亲和PTH1家族成员，在调控低磷下植株磷素的吸收具有重要功能。10.本研究表明，TaPHT2;1和TaPT2分别是小麦PHT2和PHT1家族成员，分别在介导叶片细胞胞质中Pi向叶绿体转运和介导植株对低磷逆境下Pi吸收中发挥着重要生物学功能。上述基因在小麦资源和种质的磷效率评价和新型磷高效种质（品种）创制中可能具有重要的应用前景。