柑橘菌根誘導基因EXO70I和Lipase3及其苜蓿同源基因的功能初探.pdf

1、叢枝菌根真菌可與寄主植物的根系共生形成菌根，促進寄主植物根系從土壤中吸收水分與營養(yǎng)物質(zhì)，因而對植物的生長發(fā)育尤其重要。柑橘根系根毛稀少，依靠自身根系吸收的礦質(zhì)營養(yǎng)十分有限。叢枝菌根真菌不僅可以幫助柑橘根系吸收養(yǎng)分，還可以增強其抵抗生物與非生物脅迫的能力，因此開展柑橘菌根共生方面的研究具有重要意義。目前對柑橘菌根的研究主要集中在菌根對柑橘生長和營養(yǎng)吸收的促進效應等方面，且主要停留在生理水平，柑橘菌根共生互作分子水平的研究鮮有報道。實驗室前

2、期轉(zhuǎn)錄組分析挖掘了一批受菌根誘導的柑橘基因，本研究旨在利用已建立的苜蓿瞬時轉(zhuǎn)化體系，研究這些候選基因在菌根共生中的作用，為下一步深入研究這些柑橘基因的功能和調(diào)控機制打下基礎(chǔ)。
　　本論文主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:
　　1.前期轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)篩選到受菌根誘導的基因，包括EXO70I(PtrEXO70I,Cs3g16120.1)、protein plastid movement impaired2 isoform X1(PtrPMI2

3、,Cs6g18300.1)、chitinase2(PtrChit2,Cs1g05710.1)、triglyceride lipase(PtrLipase3,Cs2g28830.1)，構(gòu)建這些基因的啟動子-GUS載體并瞬時轉(zhuǎn)化苜蓿，檢測未接種和接種R.irregularis后的GUS表達，結(jié)果表明所有候選基因均受菌根誘導，在對照未接種根系中沒有檢測到藍色信號，而在接種處理后GUS得到表達且在有叢枝菌根的部位富集表達，其中EXO70I在有叢

4、枝的細胞中高度特異性表達。
　　2.EXO70是胞外分泌復合體中的關(guān)鍵亞基，通過比對柑橘與其他物種中EXO70序列，構(gòu)建系統(tǒng)進化樹，結(jié)果發(fā)現(xiàn)EXO70多基因家族共分為EXO70A～EXO70J十個亞家族，候選基因與可以形成菌根的苜蓿、水稻、大豆同源基因共同聚在EXO70I分支中。對PtrEXO70I在苜蓿中的同源基因MtEXO70I(Medtr1g017910.1)進行RNA干涉，干涉植株目的基因及maker基因MtPT4表達量均

5、顯著低于對照，表明基因MtEXO70I干涉成功。統(tǒng)計結(jié)果表明干涉植株侵染率(F）與對照相比沒有明顯差異，但叢枝豐度(A)顯著低于對照，被侵染的細胞叢枝發(fā)育不飽滿且菌絲出現(xiàn)大量隔膜，進一步亞細胞定位觀察發(fā)現(xiàn)PtrEXO70I在叢枝尖端且靠近圍叢枝膜附近的空間表達，說明EXO70I很可能通過胞外分泌影響菌絲的延伸與叢枝分支進而調(diào)控菌根共生。
　　3.RNA干涉柑橘菌根誘導的基因脂肪酶Lipase3在苜蓿中的同源基因Medtr7g117