大豆根瘤菌耐旱菌株的篩選及其蛋白組學研究.pdf

1、分類號：塑蘭窆：窆魚密級：公玨單位代碼：學號：100862009098大豆根瘤茵耐旱菌株的篩選及其蛋白組學研究ScreeningofDroughtToleranceRhizobiaofSoybeanandItsProteomics學位申請人：裴曉峰指導教師：朱寶成教授李俊研究員學科專業(yè)：微生物與生化藥學學位類別：理學碩士授予單位：河北農業(yè)大學答辯日期：二。一二年六月一日摘要本文以從黃淮海大豆產區(qū)分離得到的19株大豆根瘤菌和2株參比菌株作

2、為供試菌株，采用實驗室干旱脅迫初篩和土壤盆栽干旱脅迫復篩相結合的方法，通過比較供試根瘤菌株的生長能力、結瘤能力、固氮能力，從中篩選出在干旱條件下能夠結瘤固氮的優(yōu)良菌株；同時研究了干旱脅迫條件下接種根瘤菌對大豆植株生理生化指標的影響；選取耐早優(yōu)良菌株進行了蛋白質組學初步分析，以探尋其耐旱的機理。本研究結果為干旱條件下篩選大豆根瘤菌優(yōu)良菌株提供一定的依據(jù)，并將促進干旱大豆產區(qū)根瘤菌的接種應用，發(fā)揮共生固氮功效。論文結果如下：用聚乙二醇(PE

3、G)6000模擬干旱脅迫條件，隨著干旱程度的增加，對供試菌株生長的抑制作用逐漸增大。當PEG6000濃度為25％時，有17菌株的OD值下降率在70％以上，說明干旱條件達到該水平時，菌株的生長開始受到嚴重的抑制。在同一PEG6000濃度條件下，菌株間OD值下降率存在較大差異，其中菌株BjaponicumUSDAll0、Bjaponicum4788、Bjaponicum4792、Bjaponicum4534、Sfredii4632、S加di

4、i4780、Sfredii4796的OD值下降率明顯低于其它菌株，說明這7株菌能夠耐受不同程度的干旱，選作下一步土壤盆栽干旱試驗復篩材料。復篩試驗表明，隨干旱程度增加，各株菌間在結瘤固氮方面存在差異。其中菌株Ejaponicum4788、Biaponicum4792和BiaponicumUSDAl10具有在干旱條件結瘤固氮、促進植株生長的能力，因此這3株菌為篩選獲得的優(yōu)良耐旱菌株。用試劑盒的方法測定接種根瘤菌Bjaponicum4792

5、的大豆植株葉片中的生理生化指標。結果顯示，與對照相比，接種根瘤菌的大豆葉片中甜菜堿、SOD酶和葉綠素的含量都有不同程度的增加，丙二醛的含量則減少，說明接種根瘤菌能夠提高大豆植株耐旱性物質的積累，使干旱危害得到緩解。采用蛋白質組學的方法，對干旱條件(PEG6000處理)下根瘤菌Bjaponicum4792的蛋白表達進行了分析。結果顯示，與對照相比，菌株Bjaponicum4792經(jīng)PEG6000處理后表達蛋白有10個蛋白發(fā)生上調，38個蛋

6、白發(fā)生下調。通過MOLDI—TOF質譜鑒定差異表達蛋白，確定了12個差異蛋白，主要是與脅迫直接相關的應激蛋白，參與蛋白翻譯協(xié)同因子，參與代謝途徑和信號傳導等有關的蛋白。在12個差異蛋白中，S一腺苷甲硫氨酸合成酶、應激蛋白和DNA結合應激反應蛋白以及ATP合成酶B亞基上調。其中s一腺苷甲硫氨酸合成酶可將細胞感知干旱脅迫的信號傳輸至脅迫蛋白，調控與干旱防御相關的功能基因，從而加強對干旱脅迫的抵御；應激蛋白和DNA結合應激反應蛋白表達量的增加