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菌根就是植物和真菌形成的一种共生体,对其一或者双方来说都是非常有益的,迄今为止,超过80%的陆生植物根部都能够与土壤中的球囊真菌共生在一起,形成嵌合的器官—菌根,最常见的菌根就是丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)真菌,能够和大多数的植物建立共生关系。在共生的状态下,AMF赋予植物许多优良的特性,例如菌根化作物能够解毒重金属、降解农药、修复盐碱地、抵抗植物病虫害等。目前,关于AM真菌修复受损生态系统的研究已成为国内外研究的热点。本研究选取的优势菌株为摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae),共生作物为紫花苜蓿(Medicago sativa),实验室前期研究结果已经证明菌根化苜蓿是研究阿特拉津降解机制的最佳作物。本研究在前期试验成果的基础上,通过Hoagland营养液培养菌根化苜蓿,对共生体系的生理指标进行了测定,并借助iTRAQ技术对阿特拉津胁迫下紫花苜蓿菌根共生体的植物根部蛋白表达变化进行分析研究,进一步揭示菌根植物降解阿特拉津的生理及分子机制。研究结果表明,菌根化苜蓿在阿特拉津胁迫下的空间扩展指标、物质积累指标、光合能力、抗逆性能力、抗氧化防御能力较非菌根化苜蓿相比均有所提高。具体表现在菌根化苜蓿在忍受阿特拉津胁迫后的第6天内,其主茎长、基径和根冠比与非菌根化苜蓿相比分别增加了31.31%、54.79%和75.00%;其根部、茎部和叶部干重与非菌根化苜蓿相比分别增加了119.20%、29.04%和26.45%;其叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量与非菌根化苜蓿相比分别提高了21.06%、44.30%和10.87%;其净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs与非菌根化苜蓿相比分别提高了80.77%、550.00%和191.18%;其叶部相对电导率与非菌根化苜蓿相比下降了16.75%;其根系丙二醛含量与非菌根化苜蓿相比降低了11.03%;其根系脯氨酸含量与非菌根化苜蓿相比提高了53.96%;其根系TTC还原强度与非菌根化苜蓿相比提高了150.51%;其根系PPO、POD、CAT和SOD活性与非菌根化苜蓿相比分别提高了26.31%、37.51%、41.20%和70.29%。通过iTRAQ技术筛选出阿特拉津胁迫下菌根化苜蓿根部蛋白质的变化情况,共鉴定到的显著性差异蛋白为533条,其中上调蛋白有276条,下调蛋白有257条。通过比对数据库的蛋白信息、GO分类信息、KEGG分类信息以及相关参考文献,将具有功能注释的差异蛋白按阿特拉津降解相关蛋白,阿特拉津胁迫应答相关蛋白,参与植物免疫应答相关蛋白,蛋白质翻译、合成、加工相关蛋白,信号传递和生物进程相关蛋白进行分类。该研究结果为进一步揭示AMF与苜蓿共生后对阿特拉津胁迫的适应分子机制奠定了理论基础。