论文部分内容阅读
豆科植物的生物固氮作用是农业生态系统中最重要的氮元素来源,生物固氮过程需要大量的磷元素参与。植物通过磷转运蛋白吸收和转运磷。本实验室前期分别从紫云英和丛枝菌根真菌Gigaspora margarita(BEG34)中分离得到了磷转运基因As PT6和Gigm PT。本文利用时空表达、化学组织定位、及超表达和RNAi等方法研究了As PT6在紫云英结瘤固氮过程中的功能以及作用机制,检测接种表达Gigm PT蛋白的7653R、1021和HH103根瘤菌的紫云英、蒺藜苜蓿和大豆中的结瘤固氮表型,研究了Gigm PT对豆科植物结瘤固氮的影响。主要结果如下:1、As PT6在紫云英的根茎叶中均有表达,在地上部分表达量最高;接根瘤菌后,该基因在根和根瘤中的表达量显著提高。2、GUS化学组织定位分析结果表明,As PT6在根和根瘤的维管组织中均有表达,且在根和根瘤的连接处也有表达,表明As PT6在植物内起到转运磷的作用,与根和根瘤之间的磷转运有关。3、As PT6超表达和RNAi结果显示,As PT6能显著影响紫云英的结瘤及根瘤的固氮酶活,表明As PT6起到向根瘤转运磷的功能,能促进紫云英的结瘤固氮。4、紫云英、蒺藜苜蓿以及大豆分别接种表达GigmPT蛋白的根瘤菌7653R、1021和HH103后,三种植株的生长和结瘤固氮均受到抑制。将表达Gigm PT蛋白根瘤菌加大接种量后,蒺藜苜蓿和大豆植株生物量、结瘤数及固氮酶活与野生型根瘤菌后表型无显著差异,但是接种7653R(Gigm PT)的紫云英在高磷处理下结瘤数和固氮酶活仍有下降。5、表达Gigm PT蛋白的根瘤菌和野生型根瘤菌的生长曲线测定发现:该外源蛋白的表达会影响根瘤菌的生长,这种影响在7653R菌株中更为明显。