摩西管柄囊霉对连作大豆根系蛋白质及相关酶活性的影响

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大豆是具有丰富营养价值的经济作物。目前北方大豆连作现象日益突出,连作土壤-植物-微生物综合作用导致大豆的品质与产量降低。近年来丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AM真菌)缓解连作障碍的机理成为科研工作者的研究热点。本试验以黑农48(HN48)为试验材料,将连作大豆土壤中优势AM真菌-摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)接种于连作1年、连作2年和连作4年土壤中,对照组不接种F.mosseae。利用形态观察法和烘干法测定并统计不同连作年限大豆品种根腐病发病等级和大豆生物量,采用i TRAQ-LC-MS/MS技术分析F.mosseae对大豆根系蛋白轮廓的影响,采用比色法测定不同连作年限大豆根系防御酶和根际土壤酶活性。主要研究结果如下:随连作年限延长大豆根腐病病情指数呈上升趋势,接种F.mosseae促进大豆生长,降低病情指数。接种F.mosseae诱导131个蛋白质差异表达,其中有49个蛋白质的表达量上调,82个蛋白质的表达量下调。这些差异表达蛋白的功能涉及胁迫抗性、糖和能量代谢、信号转导、氨基酸代谢及蛋白质合成与降解等多种与防御和代谢相关的途径。随连作年限的延长大豆根系过氧化氢酶、多酚氧化酶、过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶的酶活性整体呈上升的趋势,超氧化物歧化酶的酶活性呈下降趋势。接种F.mosseae诱导大豆根系产生防御酶的活性显著高于对照组,苯丙烷代谢在F.mosseae诱导的抗性中发挥一定的功能。大豆生长发育过程中土壤酶活性逐渐降低。随连作年限的延长,大豆根际土壤中土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶酶活性先降低后升高,纤维素酶的活性逐渐降低。接种F.mosseae显著增加土壤酶活性,提高连作土壤肥力。F.mosseae诱导大豆根系病程相关蛋白和防御酶的合成,提高土壤肥力,促进大豆生长发育。本试验为揭示F.mosseae防御大豆根腐病发生机理提供了理论基础。
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