丛枝菌根真菌诱导植物产生酚类物质信号传递的研究

论文摘要

酚类物质是植物重要的次生代谢产物，在植物生物和非生物胁迫的防御中具有很大的作用。本论文以三叶草为供试植株，接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae后三叶草根系中酚类物质含量的变化以及对可能的信号分子SA、H2O2、NO等进行了初步验证，结果如下。盆栽试验中，接种处理显著提高了三叶草根系中SA、H2O2、NO等物质的含量，说明由于G. mosseae的侵染原位诱导了信号分子SA、H2O2、NO的产生。分根实验中一半接种G. mosseae，另一半未接种的三叶草根系中SA、H2O2含量也显著性的增多，但是NO含量没有明显的变化。表明AM真菌对三叶草根系信号分子SA、H2O2的诱导提高具有系统性效应，而NO在系统诱导中的作用还需进一步验证。盆栽试验中接种G. mosseae显著提高了根系中SOD、POD、CAT、PAL、NOS的活性，表明AM真菌可以原位促进根系防御相关酶的活性；分根试验中一半根系接种G. mosseae的植株，其另一半未接种的根系SOD、POD、PAL活性明显增加，AM真菌对防御相关酶SOD、POD、PAL的活性的诱导具有系统性。NOS在分根试验中没被系统性的诱导，和NO的变化规律相似，也说明NOS在三叶草根系中是催化合成NO的主要酶类。壁结合态酚和游离态酚的含量在接种处理的三叶草根系中都发生了显著性的变化，盆栽试验中接种处理的壁结合态酚比对照高出25%~41%，游离态酚含量比对照高出23%~36%，且壁结合态酚比游离态酚含量增加的幅度略大。分根试验中，接种一边诱导未接种一边壁结合态A、游离态酚B含量的增多，说明AM真菌对酚类物质含量的诱导不仅仅是原位的，而且还有系统性的增高。防御性基因pal、chs在接种AM真菌后被原位诱导，表达量比对照高出2~3倍。分根试验pal、chs两个基因在未接种部分也被接种处理所诱导表达，说明AM真菌对防御性基因的表达也具有系统诱导的效应。研究结果表明，AM真菌侵染能原位诱导酚类物质含量的增多，其中的信号分子可能是SA、H2O2，进而激发pal、chs的表达，合成与酚类物质生成相关的酶类，引起被侵染根系中酚类物质含量的增加；同时，SA和H2O2作为信号分子到达未被侵染的部位，诱导与酚类物质合成相关酶的基因（如pal、chs等）的表达和SOD、POD、PAL等酶的合成，从而提高未被侵染的根系中酚类物质含量。因此，AM真菌对植株的保护是整个根系，而并非仅仅是接种的部分。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词表
• 文献综述
• 1 引言
• 1.1 本研究的目的和意义意义
• 1.2 国内外 AM 真菌研究现状
• 1.3 本研究拟解决的问题
• 2 材料与方法
• 2.1 材料、基质与试剂
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 基质
• 2.1.3 主要溶液和试剂
• 2.1.4 主要使用的仪器
• 2.2 实验设计
• 2.2.1 盆栽实验
• 2.2.2 分根实验
• 2.3 测定方法
• 2.3.1 根系侵染率的测定
• 2.3.2 信号分子含量的测定
• 2.3.3 各种防御性酶活性的测定
• 2.3.4 酚类物质含量的测定
• 2.3.5 三叶草根系 pal、chs 基因定量表达的研究
• 3 结果与分析
• 3.1 根系侵染率与生物量
• 3.2 AM 真菌对三叶草根系内信号分子含量的影响
• 3.2.1 对三叶草根系 SA 含量的影响
• 3.2.2 对三叶草根系 H2O2含量的影响
• 3.2.3 对三叶草根系 NO 含量的影响
• 3.3 AM 真菌对三叶草根系抗性相关酶活性的影响
• 3.3.1 对三叶草根系抗氧化酶活性的影响
• 3.3.2 对三叶草根系 PAL 活性的影响
• 3.3.3 对三叶草根系 NOS 活性的影响
• 3.4 AM 真菌对三叶草根系酚类物质含量的影响
• 3.4.1 盆栽试验三叶草根系内酚类物质含量
• 3.4.2 分根处理三叶草根系内酚类物质含量
• 3.5 三叶草根系基因 pal、chs 的表达分析
• 3.5.1 三叶草根系中总 RNA 的提取与检验
• 3.5.2 DNA 的消化和 RNA 的纯化结果
• 3.5.3 pal、chs 的融解曲线
• 3.5.4 用于荧光定量引物的确定
• 3.5.5 pal、chs 的表达分析
• 4 讨论
• 4.1 接种 AM 真菌对三叶草生长的影响
• 4.2 AM 真菌对三叶草根系内信号分子的影响
• 4.2.1 对SA含量的影响
• 4.2.2 对 H2O2含量的影响
• 4.2.3 对NO含量的影响
• 4.3 接种AM真菌后三叶草根系内抗性相关酶活性的变化
• 4.3.1 抗氧化酶活性的变化
• 4.3.2 对苯丙氨酸裂解酶（PAL）活性的影响
• 4.3.3 对一氧化氮合成酶（NOS）活性的影响
• 4.4 接种AM真菌对三叶草根系酚类物质含量的影响
• 4.5 接种AM真菌对三叶草防御相关基因pal、chs的表达分析
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间参与发表的学术论文