大豆根瘤菌耐旱菌株的篩選及其蛋白組學(xué)研究.pdf

1、分類號(hào)：塑蘭窆：窆魚密級(jí)：公玨單位代碼：學(xué)號(hào)：100862009098大豆根瘤茵耐旱菌株的篩選及其蛋白組學(xué)研究ScreeningofDroughtToleranceRhizobiaofSoybeanandItsProteomics學(xué)位申請(qǐng)人：裴曉峰指導(dǎo)教師：朱寶成教授李俊研究員學(xué)科專業(yè)：微生物與生化藥學(xué)學(xué)位類別：理學(xué)碩士授予單位：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)答辯日期：二。一二年六月一日摘要本文以從黃淮海大豆產(chǎn)區(qū)分離得到的19株大豆根瘤菌和2株參比菌株作

2、為供試菌株，采用實(shí)驗(yàn)室干旱脅迫初篩和土壤盆栽干旱脅迫復(fù)篩相結(jié)合的方法，通過比較供試根瘤菌株的生長(zhǎng)能力、結(jié)瘤能力、固氮能力，從中篩選出在干旱條件下能夠結(jié)瘤固氮的優(yōu)良菌株；同時(shí)研究了干旱脅迫條件下接種根瘤菌對(duì)大豆植株生理生化指標(biāo)的影響；選取耐早優(yōu)良菌株進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)初步分析，以探尋其耐旱的機(jī)理。本研究結(jié)果為干旱條件下篩選大豆根瘤菌優(yōu)良菌株提供一定的依據(jù)，并將促進(jìn)干旱大豆產(chǎn)區(qū)根瘤菌的接種應(yīng)用，發(fā)揮共生固氮功效。論文結(jié)果如下：用聚乙二醇(PE

3、G)6000模擬干旱脅迫條件，隨著干旱程度的增加，對(duì)供試菌株生長(zhǎng)的抑制作用逐漸增大。當(dāng)PEG6000濃度為25％時(shí)，有17菌株的OD值下降率在70％以上，說明干旱條件達(dá)到該水平時(shí)，菌株的生長(zhǎng)開始受到嚴(yán)重的抑制。在同一PEG6000濃度條件下，菌株間OD值下降率存在較大差異，其中菌株BjaponicumUSDAll0、Bjaponicum4788、Bjaponicum4792、Bjaponicum4534、Sfredii4632、S加di

4、i4780、Sfredii4796的OD值下降率明顯低于其它菌株，說明這7株菌能夠耐受不同程度的干旱，選作下一步土壤盆栽干旱試驗(yàn)復(fù)篩材料。復(fù)篩試驗(yàn)表明，隨干旱程度增加，各株菌間在結(jié)瘤固氮方面存在差異。其中菌株Ejaponicum4788、Biaponicum4792和BiaponicumUSDAl10具有在干旱條件結(jié)瘤固氮、促進(jìn)植株生長(zhǎng)的能力，因此這3株菌為篩選獲得的優(yōu)良耐旱菌株。用試劑盒的方法測(cè)定接種根瘤菌Bjaponicum4792

5、的大豆植株葉片中的生理生化指標(biāo)。結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，接種根瘤菌的大豆葉片中甜菜堿、SOD酶和葉綠素的含量都有不同程度的增加，丙二醛的含量則減少，說明接種根瘤菌能夠提高大豆植株耐旱性物質(zhì)的積累，使干旱危害得到緩解。采用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法，對(duì)干旱條件(PEG6000處理)下根瘤菌Bjaponicum4792的蛋白表達(dá)進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，菌株Bjaponicum4792經(jīng)PEG6000處理后表達(dá)蛋白有10個(gè)蛋白發(fā)生上調(diào)，38個(gè)蛋

6、白發(fā)生下調(diào)。通過MOLDI—TOF質(zhì)譜鑒定差異表達(dá)蛋白，確定了12個(gè)差異蛋白，主要是與脅迫直接相關(guān)的應(yīng)激蛋白，參與蛋白翻譯協(xié)同因子，參與代謝途徑和信號(hào)傳導(dǎo)等有關(guān)的蛋白。在12個(gè)差異蛋白中，S一腺苷甲硫氨酸合成酶、應(yīng)激蛋白和DNA結(jié)合應(yīng)激反應(yīng)蛋白以及ATP合成酶B亞基上調(diào)。其中s一腺苷甲硫氨酸合成酶可將細(xì)胞感知干旱脅迫的信號(hào)傳輸至脅迫蛋白，調(diào)控與干旱防御相關(guān)的功能基因，從而加強(qiáng)對(duì)干旱脅迫的抵御；應(yīng)激蛋白和DNA結(jié)合應(yīng)激反應(yīng)蛋白表達(dá)量的增加