藍(lán)莓根毛缺失的機(jī)理及其適應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、藍(lán)莓屬杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬（Vaccinium spp.）多年生灌木或小灌木，其果實富含花青素等功能成分，被國際糧農(nóng)組織列為人類五大健康食品之一。藍(lán)莓根系不發(fā)達(dá)，根系淺，無根毛，呈纖維狀，主要分布在淺層土壤中。因此，相對于其他果樹，土壤緊實度、有機(jī)質(zhì)含量等理化性質(zhì)以及菌根狀況對其生長發(fā)育的影響更為明顯，其中，菌根的存在尤為重要，但相關(guān)機(jī)理缺乏系統(tǒng)的調(diào)查和研究。本論文在分析藍(lán)莓根系發(fā)生過程的基礎(chǔ)上，通過基因克隆及表達(dá)模式研

2、究揭示藍(lán)莓根毛缺失的分子機(jī)理;設(shè)置滅菌與未滅菌土壤處理藍(lán)莓組培苗，探究土壤微生物對藍(lán)莓生長的影響;同時，對當(dāng)?shù)厮{(lán)莓菌根真菌進(jìn)行分離、鑒定，并篩選出對藍(lán)莓生長有積極促進(jìn)作用的菌根真菌，以期得到有益菌株和適宜的接種方式，為藍(lán)莓菌根真菌的研究及藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。主要研究結(jié)果如下:
　　以藍(lán)莓‘布里吉塔’2年生植株根系為試材，通過基因克隆和表達(dá)分析初步探究藍(lán)莓根毛缺失的分子調(diào)控機(jī)制。結(jié)果顯示，從藍(lán)莓根系cDNA中僅擴(kuò)增到根毛發(fā)生相關(guān)

3、基因WER、TTG和GL2，卻未能擴(kuò)增到CPC、ETC1和TRY。結(jié)構(gòu)分析表明，WER、TTG和GL2所編碼蛋白與其它具有根毛植物一樣具有典型結(jié)構(gòu)域，且GL2，WER親緣關(guān)系跟葡萄關(guān)系最近，表明其蛋白功能具有相似性。由于CPC、ETC1和TRY不表達(dá)，而WER、TTG和GL2具有正常功能，可推測藍(lán)莓無根毛是因為WER和TTG/GL3-EGL3復(fù)合體結(jié)合正調(diào)控GL2的表達(dá)，從而抑制了根毛的發(fā)生。
　　以無菌藍(lán)莓‘布里吉塔’組培生根苗

4、為試材，利用土壤滅菌與未滅菌的處理，探究根際微生物對藍(lán)莓組培苗生長的影響。結(jié)果顯示，相較于滅菌土，未滅菌處理組的藍(lán)莓生長量普遍提高，且地上部的優(yōu)勢更為明顯;但其根際細(xì)菌與真菌的數(shù)目卻低于滅菌處理組，其中細(xì)菌的數(shù)目差異最為顯著，真菌數(shù)目雖然也低于滅菌組，但存在明顯的根系內(nèi)生真菌，即優(yōu)勢菌明顯;未滅菌處理的藍(lán)莓根際土壤的蔗糖酶和過氧化氫酶活性高于滅菌組0.56及2.15倍。
　　以田間5年生北高叢‘布里吉塔’藍(lán)莓、‘杰兔’藍(lán)莓和南高叢

5、‘夏普藍(lán)’藍(lán)莓根系為試材，通過根段分離純化、ITS序列擴(kuò)增對三種藍(lán)莓的根系共生真菌進(jìn)行鑒定，并經(jīng)過篩選后對藍(lán)莓‘布里吉塔’組培苗進(jìn)行回接實驗。結(jié)果顯示，分別從‘布里吉塔’藍(lán)莓根系分離篩選得到9株真菌，‘杰兔’藍(lán)莓根系分離篩選得到9株真菌，‘夏普藍(lán)’藍(lán)莓根系分離篩選得到8株真菌，經(jīng)分子鑒定后發(fā)現(xiàn)，同種藍(lán)莓根系分離得到的菌根真菌雖然形態(tài)特征上差異明顯，但I(xiàn)TS序列鑒定后卻是相近或相同的，如B1209(Talaromyces acuteatu

6、s)和B1210(Talaromyces verruculosus)、T1205/T1213/T1214(Helotiales sp.)和T1206(Helotiales sp.)同屬不同種;T1205和T1213、T1214同屬于Helotiales sp.(AB847035.1)，X1206和X1209同屬于Epacris microphylla root associated fungus(AY268189.1)。同時，不同種藍(lán)莓

7、根系的菌根真菌也有相同，如B1207和T1209、X1206、X1209都屬于Epacris microphylla root associated fungus(AY268189.1)，B1205和X1205都屬于Thozetella sp.(JX244056.1)，X1207和T1205、T1213、T1214都屬于Helotiales sp.(AB847035.1)。將上述菌株回接至藍(lán)莓組培無菌苗中，2個月后測其生物量生長發(fā)現(xiàn)，B

8、1202（Trichoderma gamsii）和B1206（Uncultured Ascomycota）對組培苗的地上部促生作用顯著，能明顯改善藍(lán)莓的生物量。
　　綜上，藍(lán)莓根毛缺失是由于CPC、ETC1和TRY的不表達(dá)，而WER、TTG和GL2具有正常功能導(dǎo)致的，但相關(guān)調(diào)節(jié)機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究;土壤未滅菌處理的藍(lán)莓苗長勢優(yōu)于滅菌處理，說明根際微生物對藍(lán)莓生長起到了促進(jìn)作用;藍(lán)莓根系菌根真菌在不同品種間有相似，也有差異，回接實驗