فسفر یکی از کلیدی ترین مواد در سوخت و ساز, تولید انرژی و بیوسنتز اسیدهای نوکلئیک و غشا است و نقش مهمی درتنظیم فتوسنتز, تنفس, متابولیسم و رشد گیاهان بازی می کند و نیز, محتوای ساختاری بسیاری از مولکول های زیستی مهم از قبیل atp, نوکلئیک اسیدها و فسفولیپیدها و قند-فسفات ها را تشکیل می دهد. گیاهان فقط قادر به جذب یون فسفات آزاد حاصل ازتجزیه ترکیبات فسفات آلی و معدنی می باشد. بهره گیری و استفاده موثر از فسفات آلی نیازمند فعالیت مجموعه ای ازآنزیم ها موسوم به فسفاتازها می باشند. اسیدفسفاتازهای ارغوانی(pap) (ec 3.1.3.2) آنزیم های متالوفسفواسترازی هستند که پیوندهای هیدرولیز فسفات را در گستره وسیعی از سوبستراها در محدوده ph اسیدی کاتالیز می کنند. atpap7 یکی از آنزیم های مهم و القا پذیر در تنش فسفات است که دارای وزن مولکولی پایین می باشد و بیان آن در شرایط فقدان فسفات القا می شود. بیان فراوان atpap7 منجر به افزایش فعالیت فسفاتازی, ذخایر فسفات و افزایش بیوماس در گیاهان تراریخت آرابیدوپسیس گردید. همینطور افزایش 33 درصدی در فعالیت فسفاتازی, افزایش قابل توجه در بیوماس وذخایر فسفات در گیاهان جهش یافته نسبت به گیاهان طبیعی بسیار قابل توجه بود. جالب توجه است که این تغییرات معنی دار درنتیجه فعالیت سایر اسیدفسفاتازهاست که بیان گر وجود شبکه ارتباطی برای حفظ هموستازی فسفات در بین آن ها می باشد. از طرف دیگر ما شاهد رشد بیشترو دوره بذر دهی کوتاه تر در گیاهان جهش یافته نسبت به گیاهان طبیعی بودیم. افزایش بیوماس در گیاهان جهش یافته در شرایط کمبود فسفات و همین طور گیاهان تراریخت بیش بیانی نوید بخش کاهش آلودگی و کاهش در هزینه مصرف بی رویه کودهای فسفاته است.

برنج (oryza sativa l.)، مهم‏ترین گیاه غله جهان بعد از گندم و ذرت است و بعد از گندم، مهم‏ترین غله در رژیم غذایی مردم ایران می‏ باشد. حفظ و نگهداری ژرم‏پلاسم برنج ایران به‏ عنوان منابع ژنتیکی بسیار ارزشمند جهت استفاده در برنامه‏ های اصلاحی برنج و نیز امکان تبادل مواد ژنتیکی با منابع خارجی بسیار ضروری است. حفاظت انجمادی یکی از جدیدترین روش‏ ها برای نگهداری تنوع ژنتیکی و نگهداری ژرم‏پلاسم‏ های مهم است. در این روش، نمونه‏ های زیستی (سلول‏ های زنده، بافت‏ ها یا اندام‏ ها) در نیتروژن مایع با دمای c° 196- نگهداری می‏ شوند. در این تحقیق، حفاظت انجمادی جنین‏ های زیگوتی 7 رقم برنج بومی و اصلاح شده به دو روش شیشه‏ ای‏ کردن و خشک کردن بررسی شده است. این پژوهش به‏ صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با 3 تکرار انجام شد. جنین‏ ها به ‏مدت 1، 7 و 30 روز در دمای c° 196- در ازت مایع نگهداری شدند. پس از گذراندن دوره انجماد، جنین‏ ها از محیط ازت مایع خارج شده و به مدت min 1 در دمای c° 38 قرار داده شدند. سپس جنین‏ ها به محیط کشت ms منتقل شدند. جوانه‏ زنی و رشد گیاهچه‏ های حاصل از جنین‏ های تیمارهای مختلف پس از 10 روز بررسی شد و برای این منظور طول ریشه‏ چه، نوساقه و گیاهچه اندازه‏ گیری شدند. نتایج آزمایش حفاظت انجمادی جنین‏ های زیگوتی برنج با استفاده از روش شیشه‏ ای کردن نشان داد که در بین ارقام مورد مطالعه در اکثر صفات تفاوت معنی‏ داری وجود دارد ولی در مورد صفت درصد جوانه‏ زنی نهایی تفاوت معنی‏ داری وجود نداشت. در اکثر صفات مورد بررسی، در بین مدت زمان نگهداری نمونه‏ ها در ازت مایع تفاوت معنی‏ داری وجود نداشت ولی نسبت به شاهد کاهش معنی‏ دار بود. همچنین نتایج بررسی حفاظت انجمادی جنین‏ های زیگوتی برنج با استفاده از روش خشک کردن نشان داد که در بین ارقام مختلف در تمام صفات بررسی شده تفاوت معنی‏ دار وجود داشت. اثر مدت زمان نگهداری در ازت مایع (1، 7 و 30 روز و شاهد) فقط در صفت سرعت جوانه‏ زنی معنی‏ دار بود. بطورکلی، هیچ‏گونه فنوتیپ غیرطبیعی در هر دو آزمایش مشاهده نشد.

فسفر به عنوان یکی از ضروری ترین عناصر موثر در رشد و نمو گیاهان، از اجزای اصلی ساختمان تشکیل‏دهنده مولکول های زیستی از جمله اسیدهای نوکلئیک و فسفولیپید ها محسوب می شود و در واکنش های حیاتی گیاه از جمله تنفس و فتوسنتز نقشی اساسی ایفا می کند. با این حال غلظت فسفات قابل جذب توسط ریشه گیاهان در خاک حدود 1 تا 10 mµ بوده و غلظت یون فسفات در سلول‏ها‏ی گیاهی بین 5 تا 20 mm است. به همین دلیل فسفر عنصر محدود کننده رشد و نمو گیاهان و به دنبال آن محصولات کشاورزی در زمین های قابل کشت است. در مطالعه حاضر با هدف رفع محدودیت فسفر گیاهان و توانمند نمودن آن ها در جذب و به چرخش در آوردن فسفر، عملکرد atpap17، یکی از ژن های اسیدفسفاتاز ارغوانی گیاه آرابیدوپسیس تالیانا که در خلال تنش کمبود فسفات بیان فراوانی دارد، مورد بررسی واقع شد. به منظور بررسی عملکرد ژن atpap17، cdna ژن مذکور در سازه ی parm2 تحت پیش برنده camv-35s به روشfloral dip و vaccum infiltration به گیاهان آرابیدوپسیس تالیانا منتقل شدند که پس از غربالگری گیاهان تراریخت احتمالی در محیط انتخابی (حاوی آنتی‏بیوتیک کانامایسین) و تایید نهایی با استفاده از آغازگر های اختصاصی، تعداد 19 ژنوتیپ بیش بیان که 12 ژنوتیپ از این مجموعه دارای یک نسخه از ژن درج شده در ژنوم، 3 ژنوتیپ دارای دو نسخه درج شده در دو کروموزوم مختلف و 4 ژنوتیپ دارای دو نسخه درج شده به صورت cis بودند، شناسایی شدند و با گیاهان جهش یافته دارای درج t-dna در ژن atpap17 و همچنین گیاهان طبیعی آرابیدوپسیس تالیانا در دو شرایط فاقد فسفات و فسفات کافی (به ترتیب صفر و mm 2/1 فسفر) مورد مقایسه واقع شدند. نتایج حاکی از افزایش معنی دار 7/23 % فعالیت فسفاتازی گیاهان بیش بیان و همچنین کاهش معنی دار 4/71 % گیاهان جهش یافته نسبت به گیاهان طبیعی در محیط واجد فسفات بود. همچنین بیشترین مقدار فسفات آزاد در شرایط فسفات کافی مربوط به گیاهان بیش بیان با 4/111 % افزایش و کمترین مقدار آن مربوط به گیاهان جهش یافته با 8/37 % کاهش نسبت به گیاهان طبیعی مشاهده گردید. این نتایج حاکی از نقش کلیدی ژن atpap17 در شبکه ژنی حفظ هموستازی فسفر در جهت آزادسازی و چرخش فسفر آزاد از منابع فسفر خارج سلولی (محیط اطراف ریشه) و همچنین موثر در تعیین ساختار و گسترش ریشه در گیاه آرابیدوپسیس تالیانا می باشد.