【摘 要】
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大豆(Glycine max)作为重要的豆科作物,不仅为人们提供大量的蛋白质、碳水化合物、油脂和纤维,还能够与土壤中的根瘤菌互惠共生形成根瘤,固氮肥土。根瘤中的固氮酶能够将大气中的氮气转变成植物可利用的结合态氮。这个过程也被称为共生固氮。脱落酸(Abscisic acid,ABA)作为重要的植物激素调控植物生长发育的诸多过程,也参与了根瘤共生固氮过程。已有研究表明在多种豆科植物中外源施加脱落酸能够
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大豆(Glycine max)作为重要的豆科作物,不仅为人们提供大量的蛋白质、碳水化合物、油脂和纤维,还能够与土壤中的根瘤菌互惠共生形成根瘤,固氮肥土。根瘤中的固氮酶能够将大气中的氮气转变成植物可利用的结合态氮。这个过程也被称为共生固氮。脱落酸(Abscisic acid,ABA)作为重要的植物激素调控植物生长发育的诸多过程,也参与了根瘤共生固氮过程。已有研究表明在多种豆科植物中外源施加脱落酸能够抑制结瘤,说明脱落酸可能参与调控根瘤发育的进程。但是,脱落酸调控大豆结瘤的分子机制是较不清楚的。我们以大豆为实验材料,初步探究脱落酸如何调控大豆结瘤。以下是我们的主要研究结果:1.通过外源施加ABA实验发现ABA能够抑制大豆根瘤数目和根瘤鲜重。2.通过GUS染色观察外源施加ABA对于早期侵染事件和根瘤发育的影响,我们发现ABA能够显著抑制根毛卷曲变形。因此ABA能使早期侵染过程受阻,从而调控根瘤发育。3.通过实时荧光定量PCR检测外源施加ABA后结瘤信号响应基因的表达情况,发现ABA在根瘤发育早期多个时间点抑制结瘤响应基因的表达,说明ABA能够抑制结瘤信号的输出。4.通过BLAST的方法找到拟南芥ABA信号通路中受体PYR/PYLs和下游组分SnRK2s在大豆中的同源基因,根据组织特异性及同源性高低选择了两个候选基因,分别命名为Gm PYL13L和Gm SnRK2L。通过构建它们各自的过表达和RNAi载体用于毛根转化,来验证它们在调控根瘤发育中的功能。结果发现过表达Gm PYL13L和Gm SnRK2L使得根瘤数目减少,干扰Gm PYL13L、Gm SnRK2L及其同源基因后使得根瘤数目增多。这揭示了ABA能够通过其保守的信号通路抑制根瘤形成。
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