缺鐵脅迫下棘孢木霉菌及其嗜鐵素對(duì)植物的促生機(jī)制研究.pdf

1、鐵是植物生長(zhǎng)發(fā)育以及生命活動(dòng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，在植物有機(jī)體內(nèi)的物質(zhì)合成和轉(zhuǎn)化過程中扮演著至關(guān)重要的角色。巖石圈中鐵元素的豐度很高，但滿足植物正常生長(zhǎng)所需要的可溶性鐵的含量很低，特別是在石灰質(zhì)土壤中。同時(shí)，由于水解、聚合和沉淀反應(yīng)引起的土壤pH值的升高也會(huì)降低Fe（Ⅲ）的溶解性。土壤缺鐵已成為影響大部分農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因素之一，因此，探索從根本上解決農(nóng)作物缺鐵問題的有效方法迫在眉睫。木霉菌（Trichoderma spp.）是一類

2、能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高植物對(duì)生物和非生物脅迫抗性的植物根際益生真菌。雖然目前對(duì)于木霉菌的促生作用有了一些報(bào)道，但對(duì)于脅迫下的促生機(jī)制尚缺乏深入、系統(tǒng)的研究。本文從實(shí)驗(yàn)室保藏并鑒定的高產(chǎn)嗜鐵素的棘孢木霉(Trichoderma asperellum) Q1入手，通過平板促生實(shí)驗(yàn)初步研究了在鎘、鹽以及缺鐵脅迫下接種棘孢木霉Q1對(duì)擬南芥的促生作用，分別測(cè)定了棘孢木霉Q1在不同鐵濃度下嗜鐵素和IAA的含量變化，通過平板促生實(shí)驗(yàn)研究了棘孢木霉Q1

3、在缺鐵脅迫下對(duì)擬南芥DR5::GFP幼苗中IAA的影響，利用純化的嗜鐵素對(duì)擬南芥突變體IAA14的平板促生實(shí)驗(yàn)確定了嗜鐵素的促生作用，最后利用擬南芥DR5::GFP幼苗的平板促生實(shí)驗(yàn)研究了嗜鐵素的促生機(jī)制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過在鎘、鹽以及缺鐵脅迫下棘孢木霉Q1對(duì)擬南芥的平板促生實(shí)驗(yàn)，確定了該菌株在三種脅迫下對(duì)擬南芥的促生作用；同時(shí)測(cè)定了三種脅迫對(duì)該菌株IAA和嗜鐵素產(chǎn)量的影響，進(jìn)而研究了不同鹽濃度對(duì)菌株產(chǎn)IAA的影響，

4、結(jié)果表明，低鹽濃度（100~200mM）對(duì) IAA的產(chǎn)生具有促進(jìn)作用，高鹽濃度則抑制 IAA的產(chǎn)生，且該菌株只在缺鐵脅迫下表現(xiàn)出高產(chǎn)嗜鐵素的能力；⑵測(cè)定了不同鐵濃度下棘孢木霉Q1發(fā)酵液中IAA和嗜鐵素的含量變化，結(jié)果顯示隨鐵濃度降低，該菌株發(fā)酵液中IAA和嗜鐵素終濃度均逐漸提高，表明低鐵濃度促進(jìn)該菌株產(chǎn)IAA和嗜鐵素；⑶為了研究棘孢木霉 Q1在缺鐵脅迫下的促生機(jī)制，本文通過擬南芥野生型和DR5::GFP幼苗的平板促生實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)棘孢木霉Q

5、1不僅能夠促進(jìn)擬南芥幼苗的生長(zhǎng)，還能夠提高其體內(nèi)IAA含量，初步確定了該菌在缺鐵脅迫下的促生作用及其機(jī)制；⑷為進(jìn)一步研究缺鐵脅迫下棘孢木霉Q1促生的主要作用機(jī)制，利用擬南芥突變體 IAA14（生長(zhǎng)素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)缺陷突變體）在缺鐵脅迫下的平板促生實(shí)驗(yàn)，明確了該菌產(chǎn)生的嗜鐵素對(duì)擬南芥的生長(zhǎng)具有重要的促生作用；⑸利用擬南芥DR5::GFP幼苗的平板促生實(shí)驗(yàn)研究了該菌株產(chǎn)生的嗜鐵素對(duì)植物促生的重要機(jī)制，結(jié)果表明，在難溶性鐵存在的情況下，嗜鐵素能夠有