大豆抗旱耐盐根瘤菌的筛选及相关基因表达分析

来源 :山西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eric_nj
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大豆是我国主要的作物之一,土壤干旱和盐渍化是一种能严重制约作物生长发育过程并降低作物产量的主要非生物胁迫,筛选与之共生固氮抗性强的根瘤菌是目前山西省改良大豆生产实际的主要绿色环保手段和策略。本文从山西省采集、分离的根瘤菌中初步筛选出8份抗逆性较强的菌株进行根瘤菌的表型鉴定及耐盐抗旱性鉴定,进而通过苗期和成熟期回接验证分析其耐盐和抗旱能力,将耐盐抗旱能力强的菌株与山西主栽品种进行共生匹配性研究,筛选出1株匹配性好的抗旱菌株,对其抗旱分子机制进行初探。研究结果如下:1.根瘤菌表型鉴定结果表明,8株根瘤菌株编号依次为:TG1、TG14、TG16、TG44、TG53、TG79、GL76和GL93,除GL76以外(慢生根瘤菌)其余均为费氏中华根瘤菌。2.根瘤菌抗性鉴定结果表明,TG44和TG79菌株耐旱能力强,所有8株根瘤菌株抗盐能力强。3.根瘤菌回接实验结果表明,分离纯化筛选得到的8株根瘤菌与原寄主植物回接效果好,基本判定菌株来源清晰。从农艺性状可以看出在清水对照和旱胁迫处理中,TG53回接平南的效果最好,在苗期和成熟期对大豆植株的株高、地上鲜重、地上干重、地下鲜重、地下干重、瘤数、瘤鲜重、瘤干重都有明显的促生作用。从生理指标可以看出TG1回接晋豆19后,在正常生长条件和盐胁迫处理下,与未接菌条件相比,接菌条件下苗期和开花期的G70大豆植株体内的脯氨酸、SOD酶活性和丙二醛都减少。4.抗逆根瘤菌株与山西主栽品种共生匹配性研究表明,在正常生长条件下,筛选出农艺性状和生理指标都表现出匹配性好的组合有GL93—晋豆19、GL93—汾豆105、GL93—晋大88、GL93—汾豆78、GL93—中黄13和TG53—晋豆19。在干旱胁迫下,筛选出农艺性状和生理指标表现出匹配性好的组合有USDA110—齐黄34、TG53—汾豆78、TG53—晋大88、TG53—晋豆19、TG53—齐黄34、TG53—中黄13、GL93—W82、GL93—汾豆78、GL93—晋豆19、GL93—齐黄34。5.根瘤菌株抗旱分子机制研究结果显示,DREB1A(Glyma14g09320.1)基因在大豆叶中的表现为基因表达量随干旱胁迫时间增加而积累升高,12d接种根瘤菌使得该基因表达量显著增高。DREB1A(Glyma14g09320.1)基因在根中的表达量呈现先降低后升高的趋势,在9h表达量降到最低,旱处理下接种USDA110使得该基因在根中表达量显著提高,旱处理下接种TG53使得FDL106(Glyma06g04350)基因在叶中的表达量显著提高。接种根瘤菌使得FDL106(Glyma06g04350)基因在根中的表达量下降,接种TG53该基因的表达量下降幅度小。MYB125(Glyma.05G222600)基因在叶中和根中未发现显著规律。
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