紫云英共生固氮相關基因在銨脅迫及鹽脅迫下的表達研究.pdf

1、根瘤菌在豆科植物根部通過共生作用形成根瘤。根瘤將空氣中的氮氣固定，轉(zhuǎn)化為有機氮供植物吸收。已有研究表明：多種環(huán)境脅迫因素會抑制共生固氮過程。本研究對接種了華癸中生根瘤菌的盆栽紫云英進行了銨脅迫和鹽脅迫處理。以研究其固氮效應和紫云英中若干基因在脅迫下的表達變化。 在此研究之前，本實驗室已通過抑制差減雜交法從紫云英中分離出14條根瘤中特異表達或增強表達的基因全長序列。本研究對其中5個紫云英根瘤特異表達基因在銨脅迫和鹽脅迫下的表達特征

2、進行了研究。用實時熒光定量PCR法對基因轉(zhuǎn)錄水平進行了定量。結果是： (1)在所有含硫酸銨的脅迫處理及80mM氯化鈉脅迫下，結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照相比，5個被檢基因的表達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基因的表達水平仍然與無脅迫對照中的水平相當。 結果表明：本研究中的3個半胱氨酸家族蛋白基因(AsG2411，AsIIC2512，AsIIA255)和1個脂轉(zhuǎn)移蛋白基因(AsE246

4、)的表達與根瘤固氮活性有關，而此前對該類基因在共生固氮中的作用主要報導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鹽脅迫的應答機制。 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瘤因子有關； (2)紫云英磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(AsPEPC)，該基因