紫云英共生固氮相關(guān)基因在銨脅迫及鹽脅迫下的表達(dá)研究.pdf

1、根瘤菌在豆科植物根部通過共生作用形成根瘤。根瘤將空氣中的氮?dú)夤潭?，轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮供植物吸收。已有研究表明：多種環(huán)境脅迫因素會(huì)抑制共生固氮過程。本研究對(duì)接種了華癸中生根瘤菌的盆栽紫云英進(jìn)行了銨脅迫和鹽脅迫處理。以研究其固氮效應(yīng)和紫云英中若干基因在脅迫下的表達(dá)變化。 在此研究之前，本實(shí)驗(yàn)室已通過抑制差減雜交法從紫云英中分離出14條根瘤中特異表達(dá)或增強(qiáng)表達(dá)的基因全長(zhǎng)序列。本研究對(duì)其中5個(gè)紫云英根瘤特異表達(dá)基因在銨脅迫和鹽脅迫下的表達(dá)特征

2、進(jìn)行了研究。用實(shí)時(shí)熒光定量PCR法對(duì)基因轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行了定量。結(jié)果是： (1)在所有含硫酸銨的脅迫處理及80mM氯化鈉脅迫下，結(jié)瘤的紫云英固氮活性都被顯著抑制，40mM氯化鈉脅迫下被輕微抑制； (2)與無脅迫處理的正對(duì)照相比，5個(gè)被檢基因的表達(dá)在銨脅迫下被顯著抑制； (3)在不添加額外氮源的氯化鈉脅迫下，基因AsIIA255和AsE246的轉(zhuǎn)錄量在脅迫3天后顯著提高，AsG2411、AsIIC2512 和 AsB2

3、510 在 80mM 氯化鈉脅迫下被顯著抑制，40mM則無顯著影響； (4)在添加額外氮源的氯化鈉脅迫下，AsG2411、AsIIC2512、AsB2510和 AsIIA255轉(zhuǎn)錄量被顯著抑制，而在添加氮源的80mM 氯化鈉脅迫下，AsE246基因的表達(dá)水平仍然與無脅迫對(duì)照中的水平相當(dāng)。 結(jié)果表明：本研究中的3個(gè)半胱氨酸家族蛋白基因(AsG2411，AsIIC2512，AsIIA255)和1個(gè)脂轉(zhuǎn)移蛋白基因(AsE246

4、)的表達(dá)與根瘤固氮活性有關(guān)，而此前對(duì)該類基因在共生固氮中的作用主要報(bào)導(dǎo)為參與根瘤的防御功能。AsIIA255 和 AsE246還可能參與了紫云英在共生固氮中對(duì)鹽脅迫的應(yīng)答機(jī)制。 除以上工作外，還用RT-PCR法克隆了與紫云英共生固氮有關(guān)的3條基因的全序列，分別是： (1)紫云英共生受體激酶基因(SYMRK)，該基因與植物感受根瘤菌分泌的結(jié)瘤因子有關(guān)； (2)紫云英磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(AsPEPC)，該基因