SLs对AMF侵染的响应及其对小麦根系养分吸收相关基因表达的调控
研究表明，丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza，AM）真菌侵染小麦根系过程中能调控小麦根系养分吸收相关基因表达，但是其具体的分子机制尚不明朗。我们推测AM真菌侵染小麦过程中可能会诱导小麦根系独脚金内酯（Strigolactones，SLs）的生物合成，使根际SLs分泌量增加；分泌到根外的SLs又反作用于小麦根系，进而调控小麦根内养分吸收相关基因的表达。为了验证此科学假设，本研究以小麦为研究对象，设计了三个室内试验，研究了在菌根信号交流阶段和菌根完全侵染阶段小麦根系SLs含量的变化特征，测定了养分吸收相关基因对外源添加SLs（GR24）的响应，主要得出以下结果： （1）在菌根共生早期信号交流阶段，菌根因子（myf）处理小麦根内SLs含量为0.25 μg/kg，CK处理SLs含量为0.16 μg/kg，但是在菌根完全侵染阶段，菌根接种处理小麦根内SLs含量为0.046 μg/kg，未接种处理SLs含量为0.11 μg/kg。同时我们还测定了菌根侵染过程中小麦根系水杨酸、茉莉酸和生长素类激素的含量，整体上来看菌根侵染对水杨酸和茉莉酸的合成没有影响，而对生长素类激素的合成有抑制作用。 （2）氮吸收相关基因中，共有163个NPF基因的表达受到GR24添加处理调控，29个NRT2基因、14个CLC基因、10个AMT基因、7个硝酸还原酶基因、1个亚硝酸还原酶基因、18个谷氨酰胺合成酶基因、8个谷氨酸合成酶基因受到GR24添加处理调控； （3）33个磷转运蛋白基因受到GR24调控；包括钾转运蛋白基因和钾通道蛋白基因在内的57个钾吸收基因受到调控； 26个硫转运蛋白基因受到调控；46个锌转运蛋白基因受到调控； （4）与养分吸收相关的转录因子编码基因中，76个 bZIP转录因子家族基因、20个GRAS转录因子家族基因、173个MYB转录因子家族基因受到GR24调控。 （5）有些养分吸收相关基因如NRT基因TraesCS3D02G375900的表达在低GR24浓度和高GR24浓度都能够被调控，有些养分吸收相关基因如bZIP基因TraesCS6A02G170600在添加后24小时和72小时都能够被调控，但是也有一些基因表达调控会受到GR24处理浓度不同和处理时间不同的影响。 综上，菌根共生早期信号交流阶段会诱导小麦根系中SLs的生物合成，可能使更多的SLs分泌到根际土壤中，而这些SLs反过来调控小麦根系养分吸收相关基因的表达，从而影响小麦-菌根共生体的养分吸收。
小麦;独脚金内酯;丛枝菌根真菌侵染;养分吸收;基因表达
西北农林科技大学
硕士
植物营养学
田汇
2023
中文
S512.1
2023-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）