菌根對(duì)番茄和水稻糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因表達(dá)的調(diào)控.pdf

1、菌根( mycorrhiza)是土壤有益真菌(以下稱菌根菌)與高等植物根系間經(jīng)過(guò)4.6億多年高度進(jìn)化形成的互惠共生聯(lián)合體，這種互生關(guān)系對(duì)陸生生態(tài)系統(tǒng)影響巨大。菌根中參與物質(zhì)交換主要有磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和質(zhì)膜質(zhì)子泵。研究菌根中菌根菌與植物根系間的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)交換對(duì)揭示菌根菌與植物根系間的互惠共生作用機(jī)理非常重要，而目前菌根中糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究相當(dāng)匱乏。對(duì)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究將有助于闡明寄主光合同化產(chǎn)物向菌根菌中的運(yùn)輸分配機(jī)制和比較完整的闡述植物

2、菌根中物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)完整的分子機(jī)制。 因此，本文(1)以雙子葉模型植物番茄為試材，測(cè)定了番茄在菌根形成條件下植物體內(nèi)磷濃度和可溶性糖含量的變化；研究了Glomus intraradices(G.intraradices)和Glomus caledonium(G. caledonium)菌根菌侵染條件下糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因表達(dá)模式的差異，并通過(guò)RNA原位雜交技術(shù)對(duì)受菌根調(diào)控顯著的基因LeST3進(jìn)行根部定位。(2)以單子葉模型植物水稻為試材，研

3、究了混合菌劑侵染對(duì)水稻糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因表達(dá)的影響，主要研究結(jié)果如下： 1、在低磷濃度下，分別用G. intraradices和G.caledonium侵染番茄根系，研究菌根菌對(duì)番茄植株磷濃度和可溶性糖含量的影響。結(jié)果表明：在0.05mM Pi供給條件下，菌根共生體形成后，番茄植株總磷濃度比對(duì)照增加25-40％；可溶性糖含量也有所增加，但可溶性糖濃度有所降低。 2、用RT-PCR方法研究了菌根菌侵染后番茄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的表達(dá)

4、模式。結(jié)果表明：番茄葉片和根中，LeSUT2、LeSUT4、LeHT1和LeHT3的表達(dá)均不受菌根影響；而LeSUT1和LeHT2的表達(dá)均被菌根抑制(下調(diào))。兩種菌根菌對(duì)LeST3的表達(dá)呈現(xiàn)相反的調(diào)控模式：G. intraradices的侵染對(duì)LeST3在葉子和根部的表達(dá)起到明顯的上調(diào)作用，而G. caledonium的侵染對(duì)LeST3的表達(dá)起到明顯的抑制作用。無(wú)菌根菌感染條件下對(duì)部分番茄高磷處理(0.5mM Pi)的結(jié)果表明：僅LeH

5、T2和LeST3的表達(dá)受磷調(diào)控，高磷處理降低了LeHT2和LeST3在根部的表達(dá)，增強(qiáng)了LeHT2在葉子中的表達(dá)。LeSUT2、LeSUT4、LeHT1和LeHT3的表達(dá)既不受菌根調(diào)控，也不受磷調(diào)控。 3、通過(guò)RNA原位雜交技術(shù)對(duì)菌根調(diào)控顯著的基因LeST3進(jìn)行了根部定位。結(jié)果表明，LeST3表達(dá)位置在根部皮層細(xì)胞，證明了LeST3極有可能參與了菌根中皮層細(xì)胞-叢枝吸胞界面上的養(yǎng)分交換。 4、通過(guò)混合菌劑對(duì)水稻的侵染試驗(yàn)