丛枝菌根真菌共培养体系的建立及多胺对其生长效应的研究

论文摘要

地球上80%以上植物的根系都与一类土壤真菌——丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizas fungi,AMF）形成互惠共生体。AMF具有促进植物营养吸收、提高植物抗逆性等一系列重要的生理生态功能，可作为生物防护剂、促进剂、生物肥料、生物农药等，在生态农业中具有广阔的应用前景。该类真菌为专性活体营养微生物。本研究通过发根农杆菌介导的遗传转化诱导获得胡萝卜毛状根，以此为寄主，建立AMF幼套球囊霉菌（Glomus etunicatum,G.e）的双重培养系统，并利用该系统研究多胺（Polyamine,PA）对G.e孢子离体培养条件下的生长效应，以及对共培养体系中的G.e和毛状根的影响。获得的具体结果如下：1.成功诱导出可在无激素条件下快速生长的毛状根，PCR初步鉴定其为转化根。该毛状根在MSR培养基上生长迅速，1个月即可长满整个平板，并经多次继代后仍保持其特性，具备毛状根典型特征。筛选获得较优胡萝卜发根条件为：使用A4发根农杆菌菌株，共培养培养基为添加50mg/LVitaminC（Vc）的水琼脂，加菌量20μl，侵染液OD600值0.6，共培养天数2d。2.建立了G.e和胡萝卜毛状根的共生培养系统：无菌的G.e孢子能够以新鲜的胡萝卜毛状根根段为宿主，经过共同培养，在培养基中形成复杂的菌丝际，并最终产生大量G.e子代孢子，顺利完成其生活史。利用该体系中约0.5cm3含有AMF新生孢子、菌丝以及侵染根段的培养基作为种子，可简便实现继代培养。3.在离体培养条件下研究了3种多胺（Polyamine,PA）包括腐胺（Putrescine,PUT）、亚精胺（Spermidine,SPD）、精胺（Spermine,SPM）对G.e孢子萌发率、菌丝长度及分枝的影响，结果表明SPD和SPM均可提高孢子萌发率，3种PA对G.e菌丝伸长和分枝都有促进作用，并可延长菌丝分枝时间；其中，SPM效果最显著，160mg/LSPM处理的菌丝分枝数高达对照的3.75倍；菌丝长度和分枝数随PA浓度升高而增加。4.研究了SPM对共培养体系中G.e孢子和毛状根的生长效应。结果显示SPM处理导致共培养早期的G.e侵染率、侵染强度和胡萝卜生物量较对照大，且第30d的孢子产量就达到对照第35d的水平。表明SPM可促进G.e对宿主早期的侵染，并加快体系中孢子的成熟，缩短了共培养周期。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 发根农杆菌介导遗传转化概述
• 1.1.1 发根农杆菌介导遗传转化的机理
• 1.1.2 影响发根农杆菌遗传转化效率的因素
• 1.1.2.1 菌株类型
• 1.1.2.2 植物种类
• 1.1.2.3 外植体类型
• 1.1.2.4 侵染时间和共培养时间
• 1.1.2.5 菌液浓度
• 1.1.2.6 化学因子
• 1.1.2.7 物理因子
• 1.1.3 发根农杆菌遗传转化的应用
• 1.1.3.1 获得转基因植物和培育作物新品种
• 1.1.3.2 生产次生代谢产物
• 1.1.3.3 生产外源基因产物
• 1.1.3.4 理论研究中的应用
• 1.2 丛枝菌根真菌（AMF ）的研究进展
• 1.2.1 AMF 最新分类系统
• 1.2.2 AMF 的形态结构及功能
• 1.2.2.1 丛枝
• 1.2.2.2 泡囊
• 1.2.2.3 菌丝
• 1.2.2.4 孢子
• 1.2.2.5 附着胞
• 1.2.2.6 辅助细胞
• 1.2.3 AMF 的生理生态功能
• 1.2.3.1 促进宿主营养元素吸收
• 1.2.3.2 提高植物抗逆性
• 1.2.3.3 影响植物群落和生态系统
• 1.2.3.4 生态修复
• 1.2.4 AMF 的离体培养
• 1.2.4.1 AM F 生理生化代谢基础
• 1.2.4.2 AMF 与 RiT-DNA 转型根的双重培养
• 1.2.4.3 离体条件下 AMF 孢子萌发及菌丝生长研究
• 1.2.5 AMF 的生长促进物质
• 2'>1.2.5.1 CO₂
• 1.2.5.2 酚醛类物质
• 1.2.5.3 植物激素
• 1.2.5.4 倍半萜类化合物
• 1.2.5.5 多胺
• 2 引言
• 3 材料和方法
• 3.1 胡萝卜毛状根的诱导
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.1.1 植物材料和菌株
• 3.1.1.2 试剂
• 3.1.1.3 培养基
• 3.1.1.4 仪器设备
• 3.1.2 研究方法
• 3.1.2.1 菌株的活化
• 3.1.2.2 毛状根的诱导
• 3.1.2.3 毛状根的继代培养
• 3.1.2.4 毛状根的 PC R 检测
• 3.1.2.5 发根条件的优化
• 3.2 G.e 与胡萝卜毛状根双重培养系统的建立
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.1.1 植物材料和菌株
• 3.2.1.2 试剂与培养基
• 3.2.1.3 仪器设备
• 3.2.2 研究方法
• 3.2.2.1 G.e 孢子的接种
• 3.2.2.2 共生联合体的观察
• 3.2.2.3 双重培养体统的继代培养
• 3.3 多胺对 G.e 孢子及 G.e 与胡萝卜毛状根共培养体系的影响
• 3.3.1 试验材料
• 3.3.1.1 供试材料
• 3.3.1.2 试剂
• 3.3.1.3 仪器设备
• 3.3.2 研究方法
• 3.3.2.1 G.e 孢子的无菌提取
• 3.3.2.2 G.e 孢子萌发试验
• 3.3.2.3 G.e 菌丝分枝的生物测定
• 3.3.2.4 PA 对 G.e 与胡萝卜毛状根共培养体系的影响
• 3.3.2.5 数据处理
• 4 结果和分析
• 4.1 胡萝卜毛状根的诱导
• 4.1.1 毛状根的诱导和继代
• 4.1.2 毛状根的 PC R 检测
• 4.1.3 发根条件的优化
• 4.2 G.e 与胡萝卜毛状根双重培养系统的建立
• 4.3 P A 对 G.e 与胡萝卜毛状根共培养体系的影响
• 4.3.1 PA 对孢子萌发率和菌丝长度的影响
• 4.3.2 PA 对 G.e 菌丝分枝的影响
• 4.3.3 PA 对共培养体系中 G.e 和毛状根生长效应的影响
• 5 讨论
• 5.1 胡萝卜毛状根的诱导
• 5.2 Gm 和胡萝卜毛状根共生体系的建立
• 5.3 多胺对 G.e 孢子及 G.e 与胡萝卜毛状根共培养体系的影响
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 作者简介