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《南京农业大学》 2008年
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菌根对番茄和水稻糖转运蛋白基因表达的调控

葛磊  
【摘要】: 菌根(mycorrhiza)是土壤有益真菌(以下称菌根菌)与高等植物根系间经过4.6亿多年高度进化形成的互惠共生联合体,这种互生关系对陆生生态系统影响巨大。菌根中参与物质交换主要有磷转运蛋白、糖转运蛋白和质膜质子泵。研究菌根中菌根菌与植物根系间的营养物质交换对揭示菌根菌与植物根系间的互惠共生作用机理非常重要,而目前菌根中糖转运蛋白的研究相当匮乏。对糖转运蛋白的研究将有助于阐明寄主光合同化产物向菌根菌中的运输分配机制和比较完整的阐述植物菌根中物质转运完整的分子机制。 因此,本文(1)以双子叶模型植物番茄为试材,测定了番茄在菌根形成条件下植物体内磷浓度和可溶性糖含量的变化;研究了Glomus intraradices(G.intraradices)和Glomus caledonium(G.caledonium)菌根菌侵染条件下糖转运蛋白基因表达模式的差异,并通过RNA原位杂交技术对受菌根调控显著的基因LeST3进行根部定位。(2)以单子叶模型植物水稻为试材,研究了混合菌剂侵染对水稻糖转运蛋白基因表达的影响。主要研究结果如下: 1、在低磷浓度下,分别用G.intraradices和G.caledonium侵染番茄根系,研究菌根菌对番茄植株磷浓度和可溶性糖含量的影响。结果表明:在0.05mM Pi供给条件下,菌根共生体形成后,番茄植株总磷浓度比对照增加25-40%;可溶性糖含量也有所增加,但可溶性糖浓度有所降低。 2、用RT-PCR方法研究了菌根菌侵染后番茄糖转运蛋白基因的表达模式。结果表明:番茄叶片和根中,LeSUT2、LeSUT4、LeHT1和LeHT3的表达均不受菌根影响;而LeSUT1和LeHT2的表达均被菌根抑制(下调)。两种菌根菌对LeST3的表达呈现相反的调控模式:G.intraradices的侵染对LeST3在叶子和根部的表达起到明显的上调作用,而G.caledonium的侵染对LeST3的表达起到明显的抑制作用。无菌根菌感染条件下对部分番茄高磷处理(0.5mM Pi)的结果表明:仅LeHT2和LeST3的表达受磷调控,高磷处理降低了LeHT2和LeST3在根部的表达,增强了LeHT2在叶子中的表达。LeSUT2、LeSUT4、LeHT1和LeHT3的表达既不受菌根调控,也不受磷调控。 3、通过RNA原位杂交技术对菌根调控显著的基因LeST3进行了根部定位。结果表明,LeST3表达位置在根部皮层细胞,证明了LeST3极有可能参与了菌根中皮层细胞-丛枝吸胞界面上的养分交换。 4、通过混合菌剂对水稻的侵染试验,研究了菌根对水稻中四个糖转运蛋白基因表达的调控。结果表明:在菌根菌侵染条件下,菌根对OsSUT2和OsSUT4的表达没有影响,但增强了OsMST4和OsMST7在根部的表达。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S641.2;S511

【引证文献】
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