凝集素在PGPR與棉花相互識別過程中作用的研究.pdf

1、植物凝集素對植物根及植物根際促生細菌菌株的胞外多糖均具有凝集作用，在植物根際促生細菌與植物根部相互識別過程中具有重要作用。本研究設計系列實驗，探索棉花凝集素在棉花-棉花根際促生細菌相互作用過程中的作用。
　　 采用無水乙醚和丙酮脫脂、磷酸鹽緩沖液（PBS）抽提、硫酸銨鹽析、DEAE-52親和層析的方法分離純化棉花凝集素，從棉籽中純化的棉花凝集素血凝活性效價為26，產率為0.15 mg/g。糖結合試驗表明棉花凝集素的血凝集活性可以

2、部分地被D-半乳糖、D-葡萄糖抑制。為檢測棉花凝集素與不同來源的根際細菌的親和性識別作用，用Marshall法對純化的棉花凝集素進行異硫氰酸熒光素（FITC）標記，用標記的棉花凝集素對小麥、水稻和棉花根際細菌染色，發(fā)現(xiàn)不同來源根際細菌與FITC標記的棉花凝集素的陽性結合率不同，55株棉花根際細菌中53株可以與棉花凝集素反應，陽性染色率達96％；24株水稻根際細菌中只有3株被染色，陽性率13％；24株小麥根際細菌只有6株與棉花凝集素反應，

3、陽性率25％。棉花凝集素對不同作物的根際微生物存在識別差異性。表明棉花凝集素對不同的根際細菌具有不同的特異性識別作用。棉花凝集素的凝血活性可被與棉花凝集素有親和性的棉花根際促生細菌的胞外多糖所抑制，說明棉花凝集素上有PGPR的胞外多糖受體，細菌胞外多糖參與PGPR與棉花的識別過程，推測棉花凝集素可能影響棉花根際促生細菌在棉花根際的定殖。
　　 細菌穩(wěn)定吸附到棉花根部是PGPR在植物根部成功定殖的關鍵環(huán)節(jié)。將芽胞桿菌Bacillu

4、s sp．K2116菌株和棉花幼根共培養(yǎng)，研究了細菌對棉花根的附著、吸附動力學及等溫吸附。穩(wěn)定吸附發(fā)生在K2116菌株與小麥幼根接觸的瞬間，20min時，吸附量達到4.206×105CFU/g，在吸附的前60min內，吸附量呈線性增加（y=0.005x+6.3267（R2=0.9213），以后逐漸達到最大值，增加到5.145×106CFU/g。K2116的吸附規(guī)律符合Langmuir吸附等溫方程。
　　 本研究采用多種方法研究了

5、各種環(huán)境條件對吸附的影響。溫度對吸附的有一定影響。震蕩可使吸附提前達到平衡，但吸附量并不明顯增加。菌體濃度對吸附過程有影響，在一定范圍內濃度越大，吸附細胞越多。雖然吸附體系中可吸附的細胞增加，但吸附基質（植物根表）表面活性中心數(shù)目不變，所以當細胞濃度達到一定范圍后吸附量不再增加。
　　 外源凝集素對吸附也有一定影響，將棉花幼根用棉花凝集素（0.15mg/ml）處理后，根部吸附的細菌比對照明顯增加。
　　 用傳統(tǒng)方法觀察細

6、菌在棉花根部的定殖，費時、費力，準確度不高，難以觀察到細菌在根部的具體定殖部位。本研究以EUB338-cy3為探針，應用FISH技術監(jiān)測K2116在無菌培養(yǎng)的棉花根表的分布，清晰地觀察到大量菌體吸附到棉花根毛和根表，且沿根表細胞間隔縱向分布。
　　 棉花凝集素上有糖結合位點，能夠識別棉花根表和細菌表面的多糖，均可與二者發(fā)生反應，棉花凝集素可能是一種信號分子，促進棉花-PGPR相互識別作用，介導細菌到棉花根部定殖，產生多種效應，促