二磷酸核苷磷酸酯酶AsPPD1在紫云英根瘤形成和共生固氮中的功能及机制研究
二磷酸核苷磷酸酯酶(Diphosphonucleotide phosphatase，PPD)是紫色酸性磷酸酶(Purple acid phosphatase，PAP)的一个亚家族。本实验室前期通过抑制差减杂交技术(Suppressive subtractive hybtidization，SSH)克隆到一个紫云英共生特异表达的新基因AsLA27。基于AsLA257的核苷酸和氨基酸序列与黄羽扇豆中的PPD1具有较高的相似性，因此我们将AsLA257编码蛋白基因重新命名为AsPPD1。 本文通过研究AsPPD1的时空表达、蛋白酶活、亚细胞定位、及其超表达和RNAi的表型，阐明它在豆科植物-根瘤菌共生中的功能及作用机制。取得如下主要研究结果: 发现在被根瘤菌侵染过的根和根瘤中，AsPPD1表达量升高。磷胁迫条件下，AsPPD1在根中转录水平降低，然而在根瘤中转录水平升高。确证了从毕赤酵母中纯化到的AsPPD1重组蛋白具有酸性磷酸酶和磷酸二酯酶，在体外证明其可以水解ADP和ATP。亚细胞定位显示AsPPD1定位于发根细胞的细胞膜，亦定位于根瘤中含菌细胞的共生体膜。AsPPD1在发根中超表达后抑制根瘤形成，然而沉默后导致根瘤早衰且固氮酶活明显降低。HPLC检测表明AsPPD1超表达后影响发根中ADP水平，AsPPD1沉默后影响根瘤中ATP/ADP的比值和能荷，定量结果表明AsPPD1转录水平的变化影响根瘤原基的形成。综上所述，我们发现AsPPD1可能通过调节共生中ADP水平和能荷，从而影响根瘤的形成和共生固氮。 以上研究结果初步揭示了共生特异表达的AsPPD1在固氮过程中的调控功能，为深入研究其调控机制奠定了良好的工作基础。
紫色酸性磷酸酶;紫云英;根瘤形成;共生固氮功能;AsPPD1表达;调控机制
华中农业大学
博士
微生物学
李友国
2015
中文
Q939.113;Q945.13
117
2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）