印度梨形孢對(duì)煙草耐鹽、抗旱及重金屬作用及機(jī)理的初步研究.pdf

1、Verma等人于1998午從印度沙漠的灌木根上分離出印度梨形孢（Piriformospora indica），其作用與叢枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi，AMF)相似，能定殖于多種植物的根部，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高寄主植物對(duì)生物和非生物逆境的忍耐性;且能定殖于非菌根十字花科擬南芥等植物的根部，能在多種合成的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。
　　煙草（Nicotiana tobacum L.）是模式植物之一，也是重要的經(jīng)

2、濟(jì)作物之一，煙草從種子、幼苗到成株期生長(zhǎng)及煙葉調(diào)制，都受到各種生物和非生物的脅迫，如病蟲害、鹽害、干旱和重金屬等。本文著重就印度梨形孢對(duì)煙草耐鹽、抗旱和重金屬的作用及其作用機(jī)理進(jìn)行了初步研究，獲得了以下研究結(jié)果:
　　1、印度梨形孢對(duì)煙草耐鹽性的影響;
　　用300 mmol/LNaCl對(duì)有印度梨形孢定殖和無(wú)印度梨形孢定殖的煙草植株進(jìn)行鹽脅迫處理，結(jié)果表明印度梨形孢能顯著提高煙草植株對(duì)鹽脅迫的耐性。分析了兩者在受鹽脅迫后丙二

3、醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、相對(duì)電導(dǎo)率大小以及與耐鹽脅迫相關(guān)基因表達(dá)水平的差異。結(jié)果顯示在鹽脅迫下，根部接有印度梨形孢的煙草植株葉片中MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率均顯著低于根部未接有印度梨形孢的植株;而脯氨酸含量顯著高于未接印度梨形孢的煙草植株。RT-PCR分析表明，鹽脅迫下根部接有印度梨形孢和未接印度梨形孢的煙草葉片中鹽脅迫相關(guān)基因OPBP1、病程相關(guān)蛋白基因PR-1a、PR2、PR3和PR5都上調(diào)表達(dá)，這些基因在接種印度梨形孢

4、的煙草中的表達(dá)量顯著高于未接種的煙草，表明鹽脅迫下，印度梨形孢誘導(dǎo)煙草中抗鹽相關(guān)基因的大量表達(dá)。結(jié)果說(shuō)明印度梨形孢提高煙草對(duì)鹽脅迫的抗性與丙二醛含量、質(zhì)膜透性、脯氨酸含量和相關(guān)基因的表達(dá)相關(guān)。印度梨形孢通過(guò)維持細(xì)胞生物膜系統(tǒng)的完整性和細(xì)胞內(nèi)滲透壓穩(wěn)定性、降低膜脂過(guò)氧化水平、提高鹽脅迫相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)增強(qiáng)了煙草對(duì)鹽脅迫的抗性。
　　2、印度梨形孢對(duì)煙草抗旱性的影響;
　　在盆栽條件下，用20％的PEG(6000)對(duì)根部接有和未

5、接印度梨形孢的煙草進(jìn)行模擬干旱脅迫試驗(yàn)。結(jié)果表明，接種印度梨形孢的煙草對(duì)干旱的抗性顯著高于未接種的煙草，同時(shí)分析干旱脅迫下兩者丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量、相對(duì)電導(dǎo)率大小以及與逆境干旱相關(guān)基因(Hsp90s)表達(dá)水平的差異。結(jié)果表明，丙二醛的含量和相對(duì)電導(dǎo)率在接種印度梨形孢的煙草中明顯低于未接種煙草，而脯氨酸含量在接種煙草內(nèi)的含量顯著高于未接種的植株;RT-PCR分析結(jié)果顯示，干旱相關(guān)基因Hsp90-1、Hsp90-2、Hsp

6、90-3，Hsp90-4在接種煙草葉片中的表達(dá)量顯著低于未接種煙草，較未接種煙草分別降低23.1％、33.3％、58.3％、47.4％;而接種煙草葉片中Hsp90-5、Hsp90-6，Hsp90-7的表達(dá)量顯著高于未接種煙草，分別是未接種煙草的2.5、1.3、2.4倍。結(jié)果說(shuō)明印度梨形孢提高煙草的耐旱性與丙二醛含量、質(zhì)膜透性、脯氨酸含量以及抗旱相關(guān)基因的表達(dá)有關(guān)。印度梨形孢增強(qiáng)煙草的抗旱性是通過(guò)維持細(xì)胞生物膜系統(tǒng)的完整性和細(xì)胞內(nèi)滲透壓的

7、穩(wěn)定性，降低膜脂過(guò)氧化水平并調(diào)控干旱相關(guān)Hsp90s家族基因的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　3、印度梨形孢對(duì)煙草重金屬的作用。
　　采用水培、盆栽和大田試驗(yàn)研究印度梨形孢對(duì)煙葉中重金屬鎘、鉻、鉛含量的影響。通過(guò)測(cè)定鎘、鉻和鉛脅迫下接與未接印度梨形孢的煙草根、莖、葉中鎘、鉻和鉛含量;分析鎘脅迫下水培煙草葉片中丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、葉綠素(Chloroyll)含量，過(guò)氧化氫酶CAT、過(guò)氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD活性

8、及植物螯合肽合成相關(guān)的基因Gsh2、TaPCS1、oas1、愈創(chuàng)木酚過(guò)氧化物酶GPX以及熱激蛋白Hsp70的表達(dá)情況，結(jié)果表明:水培試驗(yàn)中，印度梨形孢顯著降低煙葉中鎘、鉻、鉛的含量，但根中的含量卻顯著高于對(duì)照;在盆栽和大田試驗(yàn)中，煙葉中鎘、鉻和鉛的含量顯著低于對(duì)照。鎘脅迫下，根部接有印度梨形孢的煙草植株葉片中MDA含量顯著低于未接有印度梨形孢的植株;而脯氨酸含量，葉綠素含量，CAT、POD、SOD活性顯著高于未接種的植株;RT-PCR分