叢枝菌根真菌的鈣調(diào)素基因在共生早期信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及抗逆性中的作用.pdf

1、叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)可以與80％的陸生植物建立互惠共生關(guān)系，在共生過程中鈣離子是AMF細(xì)胞內(nèi)信號物質(zhì)，可與大部分的細(xì)胞外刺激物結(jié)合從而引起特異的生理學(xué)反應(yīng)。而鈣調(diào)素是鈣離子在細(xì)胞內(nèi)最主要的信號受體，可以感應(yīng)鈣離子的信號變化并引發(fā)一系列的級聯(lián)效應(yīng)。
　　在與植物的共生途徑中，會(huì)發(fā)現(xiàn)存在鈣離子的激增現(xiàn)象，這可以說明鈣調(diào)素(calmodulin，CaM)作為鈣離子信號的主要受體

2、在共生過程中可能具有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能。而且鈣調(diào)素在調(diào)節(jié)細(xì)胞功能上具有非常重要的作用，但是對于叢枝菌根真菌中鈣離子及鈣調(diào)素的功能研究仍然知之甚少。
　　本實(shí)驗(yàn)通過對叢枝菌根真菌Rhizophagusirregularis(Glomusintraradices，G.i)中分離得到鈣調(diào)素基因序列進(jìn)行分析，并利用實(shí)時(shí)定量PCR(realtime-PCR)技術(shù)研究該基因在共生體形成早期不同時(shí)間段的差異表達(dá)，以及在菌根共生體形成后經(jīng)過土壤脅迫處

3、理鈣調(diào)素基因的表達(dá)量變化。經(jīng)分析熒光定量結(jié)果后發(fā)現(xiàn)鈣調(diào)素基因在共生早期的鈣離子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方面具有調(diào)控作用，并且鈣調(diào)素會(huì)與Rck2共同作用參與了共生體抵抗高滲環(huán)境危害的保護(hù)機(jī)制。而且在菌根真菌共生早期的菌絲生長過程中鈣調(diào)素的調(diào)控作用可能與肌球蛋白的輔助有關(guān)。
　　根據(jù)序列結(jié)果分析，從AMF中所分離到的鈣調(diào)素基因編碼的蛋白質(zhì)序列的兩端為EFhand結(jié)構(gòu)模式，可結(jié)合4個(gè)鈣離子，且經(jīng)序列對比發(fā)現(xiàn)鈣調(diào)素的基因序列有很高的同源性，但是與不同種屬

4、間也存在特異性。在共生過程中鈣調(diào)素的功能主要體現(xiàn)在早期的菌絲生長及附著胞形成階段，在這期間鈣調(diào)素基因表達(dá)量達(dá)到最高，之后則呈現(xiàn)遞減趨勢，即說明鈣調(diào)素對共生建立具有重要作用。肌球蛋白(myosin)的功能主要是在真菌的菌絲生長階段，之后真菌侵染植物根部形成共生體肌球蛋白基因的表達(dá)量急劇下降。但隨著菌絲侵染的深入真菌在植物細(xì)胞內(nèi)形成叢枝，并產(chǎn)生根外菌絲該基因的表達(dá)量又會(huì)隨之上升。在對共生體的脅迫處理的轉(zhuǎn)錄結(jié)果可以看出鈣調(diào)素和Rck2對環(huán)境的