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信号物质对小麦菌根中氮磷转运蛋白基因表达的调控作用研究

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信号物质对小麦菌根中氮磷转运蛋白基因表达的调控作用研究

作者：袁晓磊西北农林科技大学

学位级别：硕士

前期研究表明,丛枝菌根(AM)真菌侵染能够调控小麦菌根中氮、磷转运蛋白基因的表达,但是具体调控机制还不清楚。本论文通过设计分根分室盆栽试验,使用实时荧光定量PCR技术精确定量了小麦菌根中磷转运蛋白(PT)基因,硝态氮转运蛋白(NRT)基... 详细信息

前期研究表明,丛枝菌根(AM)真菌侵染能够调控小麦菌根中氮、磷转运蛋白基因的表达,但是具体调控机制还不清楚。本论文通过设计分根分室盆栽试验,使用实时荧光定量PCR技术精确定量了小麦菌根中磷转运蛋白(PT)基因,硝态氮转运蛋白(NRT)基因或铵态氮转运蛋白(AMT)基因的表达水平,研究了AM真菌根外菌丝传递的氮磷养分信号和菌根共生信号等两类信号物质对小麦菌根中氮、磷转运蛋白基因表达的调控作用,主要的研究结果如下:1.不论根外菌丝能否向宿主植物输送氮、磷养分,只要接种丛枝菌根就能够下调1个磷饥饿诱导的磷转运蛋白基因TaPHT1.2及3个NRT基因的表达(TaPHT1.2、TaNRT2.1和TaNRT2.3),与AM真菌根外菌丝是否有氮磷养分传递无关;而小麦菌根中TaPT4、TaNRT2.2和TaAMT1.2等3个基因的表达则受AM真菌根外菌丝传递的氮、磷养分信号的下调。2.菌根共生信号物质独脚金内酯、类黄酮或溶血卵磷脂能够下调4个硝态氮转运蛋白基因的表达(TaNRT1.1、TaNRT1.2、TaNRT2.1和TaNRT2.3);菌根因子处理可显著下调TaNRT1.2和TaNRT2.1的基因表达水平。独脚金内酯、类黄酮和溶血卵磷脂等3类共生信号均未影响小麦菌根内4个磷转运蛋白基因(TaPT10,TaPT11,TaPHT1.2和TaPT4)的表达;菌根因子处理(Myc-F.m)能够显著上调1个AM诱导型磷转运蛋白基因(TaPT10)的表达,而对其他磷转运蛋白基因的表达没有显著影响。

关键词：信号物质小麦丛枝菌根氮转运蛋白基因磷转运蛋白基因

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丛枝菌根真菌诱导植物信号物质研究进展

微生物学通报 2010年第2期37卷 263-268页

作者：王彬张金政刘新李敏刘润进青岛农业大学菌根生物技术研究所山东青岛266109 青岛农业大学理学与信息科学学院山东青岛266109 青岛农业大学生命科学学院山东青岛266109

丛枝菌根(AM)真菌侵染植物根系形成菌根共生体过程中能诱导植物合成多种信号物质,如水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、类黄酮、一氧化氮(NO)和过氧化氢(H2O2)等。这些信号分子的传导途径和作用机制备受关注。本文从AM真菌诱导植物信号物质的种... 详细信息

丛枝菌根(AM)真菌侵染植物根系形成菌根共生体过程中能诱导植物合成多种信号物质,如水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、类黄酮、一氧化氮(NO)和过氧化氢(H2O2)等。这些信号分子的传导途径和作用机制备受关注。本文从AM真菌诱导植物信号物质的种类和数量入手,探讨这些信号分子在植物体内的传导途径、生理效应和可能的作用机制,旨在为研究AM真菌与植物之间的共生关系、功能与进化等提供依据。

关键词：丛枝菌根真菌信号物质信号转导途径生理效应

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葡萄感染霜霉病菌后几种信号物质的变化

植物保护 2010年第2期36卷 50-55页

作者：林志强李希东侯丽霞张英昊刘新青岛农业大学生命科学学院青岛266109

以3个抗病性不同的酿酒葡萄品种(‘西拉’>‘霞多丽’>‘赤霞珠’)叶片为材料,检测霜霉病菌侵染后几种病原相关信号物质,如脱落酸(ABA)、过氧化氢(H2O2)、一氧化氮(NO)、茉莉酸(JA)和乙烯(ETH)等的变化,以探讨葡萄抵御霜霉病菌的信号转... 详细信息

以3个抗病性不同的酿酒葡萄品种(‘西拉’>‘霞多丽’>‘赤霞珠’)叶片为材料,检测霜霉病菌侵染后几种病原相关信号物质,如脱落酸(ABA)、过氧化氢(H2O2)、一氧化氮(NO)、茉莉酸(JA)和乙烯(ETH)等的变化,以探讨葡萄抵御霜霉病菌的信号转导机制。结果表明,H2O2和NO是葡萄感应霜霉病菌的早期信号分子,且抗性较强的品种‘西拉’的变化最为明显;JA和ABA是抗性较差品种‘赤霞珠’应答霜霉病的信号组分。而3个抗性不同葡萄品种的乙烯变化无明显差别。推测H2O2、NO、JA和ABA均参与了葡萄对霜霉病菌的防御反应,但不同品种间信号转导组分可能存在差异。

关键词：葡萄霜霉病信号物质抗病性

铜元素诱导烟草抗PVY^N相关生理生化及信号物质的研究

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沈阳农业大学学报 2009年第5期40卷 536-540页

作者：李鑫吴元华顾晶晶赵秀香沈阳农业大学植物保护学院沈阳110161 辽宁出入境检验检疫局辽宁大连116001

通过气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)及生理生化指标的测定,研究了铜(Cu)元素诱导感染PVYN的烟株信号物质的积累及对系统抗性的影响。结果表明:喷施Cu元素能延迟烟株显症和叶脉出现褐色坏死时间,降低发病程度,病毒增殖受到抑制,烟株... 详细信息

通过气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)及生理生化指标的测定,研究了铜(Cu)元素诱导感染PVYN的烟株信号物质的积累及对系统抗性的影响。结果表明:喷施Cu元素能延迟烟株显症和叶脉出现褐色坏死时间,降低发病程度,病毒增殖受到抑制,烟株体内的与抗性相关物质如脯氨酸及可溶性糖含量升高,电解质的外渗减少。此外,Cu元素处理能诱导信号物质水杨酸和乙烯的积累,水杨酸含量在接种后15d达到最大量3.93μg·g-1,为接种对照的1.3倍;而乙烯释放量在3～9d内均高于接种对照,在12d时乙烯释放量显著低于接种对照,分析认为前期Cu元素处理后诱导了乙烯释放的增强,进行抗性信号的传递。因此,喷施Cu元素后可以诱导烟草植株产生抗病性,增强烟草对PVYN侵染的抵抗力,并且诱导了相关抗性信号的传递。

关键词：烟草铜马铃薯Y病毒脉坏死株系(PVYN) 诱导抗性信号物质

AM真菌诱导的番茄信号物质及其对根结线虫的抑制效应

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植物病理学报 2012年第3期42卷 323-327页

作者：盛萍萍王彬苑学霞王小珅刘润进青岛农业大学菌根生物技术研究所青岛266109 山东省农业科学院中心实验室济南250110

丛枝菌根（AM）真菌能诱导植物合成一些信号物质,如茉莉酸（JA）、水杨酸（SA）、一氧化氮（NO）、H2O2等,这些信号在AM真菌与植物识别、共生体建立和激活植物防御系统过程中发挥着重要作用[1]。通过AM真菌和根围促生细菌对番茄根结线... 详细信息

丛枝菌根（AM）真菌能诱导植物合成一些信号物质,如茉莉酸（JA）、水杨酸（SA）、一氧化氮（NO）、H2O2等,这些信号在AM真菌与植物识别、共生体建立和激活植物防御系统过程中发挥着重要作用[1]。通过AM真菌和根围促生细菌对番茄根结线虫的抑制作用。

关键词：番茄根结线虫 AM真菌信号物质抑制效应诱导植物防御系统丛枝菌根一氧化氮

菌根共生体中植物信号物质的产生及其作用机制

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华侨大学学报（自然科学版） 2012年第3期33卷 290-295页

作者：卢静婵王明元姜攀曾理华侨大学化工学院福建厦门361021

菌根是丛枝菌根真菌与宿主植物形成的互利共生体,在共生的不同阶段,植物产生一系列的信号物质如独脚金内酯、溶血磷脂酰胆碱、茉莉酸和水杨酸等.这些信号物质在植物与丛枝菌根真菌间相互识别、菌根形成、营养物质交换,以及植物防御反应... 详细信息

菌根是丛枝菌根真菌与宿主植物形成的互利共生体,在共生的不同阶段,植物产生一系列的信号物质如独脚金内酯、溶血磷脂酰胆碱、茉莉酸和水杨酸等.这些信号物质在植物与丛枝菌根真菌间相互识别、菌根形成、营养物质交换,以及植物防御反应诱导等方面发挥重要作用.文中探讨植物信号物质在丛枝菌根共生系统形成前后和病原体侵害的3个阶段可能的生理效应和作用机制,旨在为研究丛枝菌根真菌与植物信号物质的相互作用及其在农业生产和环境保护方面的应用提供依据.

关键词：丛枝菌根真菌信号物质营养交换防御应答

外源信号物质诱导广东高州普通野生稻抗稻瘟病的生理生化机理

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西北农业学报 2009年第3期18卷 254-258页

作者：吴国昭谢丽君宋圆圆陈敏曾任森农业部生态农业重点开放实验室广东广州510642 广东省高等学校农业生态与农村环境重点实验室广东广州510642 华南农业大学热带亚热带生态研究所广东广州510642

分别用两个浓度(25和50μmol/L)的植物防御信号物质茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸甲酯(MeSA)喷雾处理挺立型广东高州普通野生稻幼苗植株,发现25和50μmol/L的MeSA能有效提高野生稻幼苗对稻瘟病的抗性,且提高叶片内保护酶POD的活性。25μmol/... 详细信息

分别用两个浓度(25和50μmol/L)的植物防御信号物质茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸甲酯(MeSA)喷雾处理挺立型广东高州普通野生稻幼苗植株,发现25和50μmol/L的MeSA能有效提高野生稻幼苗对稻瘟病的抗性,且提高叶片内保护酶POD的活性。25μmol/L的MeSA在3 d内提高叶片内保护酶SOD的活性。MeJA只有在低浓度下提高野生稻的抗病性,MeJA在1 d内迅速提高SOD酶活性,而后下降。25μmol/L水杨酸甲酯处理显著提高叶片内香草酸和咖啡酸的含量,分别约是对照的3.6倍和3.2倍。研究表明,外源信号物质提高普通野生稻对稻瘟病的抗性可能与其诱导植物体内保护酶活性提高及酚酸合成有关。

关键词：信号物质水杨酸甲酯茉莉酸甲酯普通野生稻稻瘟病菌保护酶诱导抗病性

百蕊草吸器发育信号物质的分离鉴定及其相关基因的筛选

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百蕊草吸器发育信号物质的分离鉴定及其相关基因的筛选

作者：刘波南京农业大学

学位级别：硕士

本研究以檀香科半寄生植物百蕊草为实验材料,以百蕊草与其寄主植物的寄生体系为研究对象,紧紧抓住百蕊草半寄生生物学特性,针对吸器形成这一最为关键的寄生生长过程,进行百蕊草与其寄主植物寄生关系形成中吸器发生关键信号物质的分离与... 详细信息

本研究以檀香科半寄生植物百蕊草为实验材料,以百蕊草与其寄主植物的寄生体系为研究对象,紧紧抓住百蕊草半寄生生物学特性,针对吸器形成这一最为关键的寄生生长过程,进行百蕊草与其寄主植物寄生关系形成中吸器发生关键信号物质的分离与鉴定、吸器发育相关基因筛选等研究,初步揭示了百蕊草吸器形成的机理,对进一步研究百蕊草寄生机理具有重要意义,也可为百蕊草人工栽培奠定理论基础。具体研究内容如下：1、用XAD-4吸附树脂收集百蕊草优势寄主植物夏枯草的根系分泌物,经洗脱、浓缩后通过气相色谱质谱联用技术分离鉴定出9类53种化合物,其中烃类化合物13种、酯类化合物有12种、有机酸类化合物9种、酮类化合物7种、醇类化合物6种、含氮类化合物3种,酚酸类、醛类和醌类化合物各1种。其中2,4-二叔丁基苯酚和2,5-二叔丁基-1,4-苯醌在化学结构上具有苯环结构,特别是2,5-二叔丁基-1,4-苯醌具有对苯醌的核心结构,与普遍报道的吸器诱导物质DMBQ结构类似,这类物质有可能在寄生植物根际的氧化还原反应中,发生电子转移,在酚、醌和半醌的状态转换过程中,给予吸器形成的某种信号。2、通过外施不同浓度DMBQ作为外源信号物质诱导百蕊草根系,观察吸器的发生情况。结果表明：DMBQ能够诱导百蕊草幼苗形成吸器,但不同浓度DMBQ溶液对百蕊草吸器形成差异明显,低浓度（1μM、0.1μM）与高浓度（1000μM、100μM）DMBQ溶液相比,更能诱导百蕊草吸器形成。其中,在1μM DMBQ处理60 d后,单株百蕊草幼苗根系可诱导产生近20个吸器,为五种浓度梯度下诱导能力最强;高浓度不利于诱导产生吸器,在1000 μM DMBQ处理下,百蕊草植株矮小萎嫣,根系基本不生长,基本观察不到吸器的形成,这可能是由于处理溶液浓度太高,已经影响了百蕊草根系的正常生理活动。通过计算吸器形成数与根系重量的比值,可以得到单位根系上所诱导产生的吸器数目,1μM DMBQ处理下的比值最高,达到了110.52,可以表明该浓度下的DMBQ诱导能力最强。3、本研究比较TRIzol法、CTAB-LiCl法、SDS/酚法以及优化改进TRIzol法提取百蕊草根系总RNA,以筛选出一种理想的百蕊草根系RNA提取方法。结果表明：改进TRIzol法提取的RNA电泳检测28S和18S条带清晰,OD260/OD280为1.943,OD260/OD230＞2.0,纯度较高,RT-PCR能够扩增出目的片段,适用于下游SSH文库构建实验。4、分别将百蕊草吸器形成的部位和无吸器形成和发育的普通根系作为构建差减杂交文库的测试方（tester）和驱动方（driver）。通过两轮消减杂交和抑制性PCR,获得差异表达cDNA序列,T/A克隆构建差减文库。随机挑选结合菌液PCR,对符合条件的395个重组子进行测序。除去测序失败、重复序列和低质量序列,结果获得276个有效EST序列。全部片段长度为132926bp,最长序列为1059bp,最短序列为157bp,平均长度为481.62bp。5、运用Blast2Go对获得的276条EST序列进行BlaSt比对和GO注释。结果表明其中230条EST序列与功能已知基因相似性较高,46条EST序列未通过Blast比对获得同源序列。230条EST序列中有199条序列获得GO注释,基因的分子功能中催化活性（catalytic activity）和各种DNA、RNA、蛋白质、离子等的结合活性（binding activity）所占的比例最高,分别占40.7%和39.1%。基因的生物过程中代谢过程（metabolic process）和细胞过程（cellular process）所占的比例最高,分别占22.2%和22.5%。基因的细胞组分分类表明这些基因作用位置在细胞（cell）中占比例最高,有32.9%,其次是细胞器（organelle,23.9%）和细胞膜（membrane,18.0%）.6、将百蕊草吸器发育划分为4个阶段：未开始发育阶段、起始发育阶段、吸器成熟阶段、寄生阶段。在这4个不同发育阶段对果胶甲酯化酶（TcPME）.aux/iaa生长素响应基因（TcAux/IAA）.class III过氧化物酶（TcPrx）和苯丙氨酸解氨酶（TcPAL）进行实时定量PCR检测分析。结果显示：TcPME在吸器寄生阶段的相对表达量上调了近4倍,在这4个阶段中最高;TcAux/IAA的相对表达量在吸器开始发育时期显著升高,是未发育前的8.46倍,之后在吸器成熟阶段和寄生阶段逐渐降低。TcPrx在吸器从形成发育到寄生过程中相对表达量一直呈上升趋势,在吸器寄生阶段,其相对表达量是未发育阶段的17.28倍。TcPAL在吸器寄生阶段的相对表达量是吸器未发育阶段的9.63倍。对上述基因在不同诱导时间（0 d、3 d、6 d、12 d、20 d）下进行qRT-PCR分析,结果显示：处理20d后TcPME、TcPrx和TcPAL

关键词：百蕊草吸器信号物质差减杂交荧光定量

渗透胁迫下玉米根系热稳定蛋白的分离及信号物质对其调控作用研究

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渗透胁迫下玉米根系热稳定蛋白的分离及信号物质对其调控作用研究

作者：孙立平山东农业大学

学位级别：硕士

本论文以玉米(Zea Mays)鲁单50号品种为材料,采用溶液培养幼苗、渗透胁迫处理,对渗透胁迫下玉米幼苗根系产生的热稳定蛋白进行提取、分离,找出渗透胁迫下的特异蛋白并测量其分子量。用不同的信号物质同时处理等渗值(-0.66Mpa)的非离子胁... 详细信息

本论文以玉米(Zea Mays)鲁单50号品种为材料,采用溶液培养幼苗、渗透胁迫处理,对渗透胁迫下玉米幼苗根系产生的热稳定蛋白进行提取、分离,找出渗透胁迫下的特异蛋白并测量其分子量。用不同的信号物质同时处理等渗值(-0.66Mpa)的非离子胁迫(20%PEG)和离子胁迫(0.82% NaCl)下的玉米幼苗96h,取材,提取热稳定蛋白进行SDS—PAGE、通过凝胶扫描进行定量分析。主要结果如下:1. 热稳定蛋白的提取将处理好的材料取根系于液氮研磨,按1.5:1的比例加入Tris- HCl提取液 (100mmol/L Tris-HCl,4mmol/L EDTA-Na2,1mmol/L PMSF,pH7.0) , 4℃下提取20 min,然后4℃下10 000 ╳g离心20 min,取上清液。上清液在80℃水浴中加热10 min,冷却后,6 000 ╳g离心10 min。上清液经冷丙酮沉淀用上样缓冲液溶解,沸水浴中加热5 min,离心,上清液电泳。2. 特异热稳定蛋白的发现将未胁迫处理的材料以及不同浓度的ABA、NaCl和PEG处理的材料,提取其热稳定蛋白用SDS--PAGE检测,发现ABA和不同渗透胁迫处理的玉米幼苗根系中均特异诱导产生一分子量为63.5KD(ZmR63.5)的热稳定蛋白,且该蛋白的表达量占总热稳定蛋白的量较大。通过胁迫、复水处理认为该蛋白与干旱有关,为干旱诱导蛋白。3. 信号物质处理时NaCl、PEG浓度的确定不同浓度NaCl、PEG处理玉米幼苗根系,不同时间取材进行SDS—PAGE检测,结果表明20%PEG处理96h,ZmR63.5蛋白的含量要高于其它浓度和时间下该蛋白的表达量,故用信号物质处理时选择20%PEG及与其等渗(渗透势-0.66MPa)的0.82% NaCl处理96h。

关键词：渗透胁迫玉米幼苗根系热稳定蛋白信号物质表达调控