【摘要】：大豆是世界上最主要的經(jīng)濟(jì)作物和最重要的油料作物之一。豆科植物與根瘤菌形成的共生固氮系統(tǒng)是自然界最重要的固氮方式,共生固氮因其高效性和經(jīng)濟(jì)性而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的作用。目前國內(nèi)外關(guān)于豆科植物與根瘤菌共生固氮的研究大多集中于模式植物,很多早期結(jié)瘤基因已被鑒定,但對于大豆與根瘤菌共生結(jié)瘤固氮的研究較少。本研究通過對大豆早期結(jié)瘤基因Sym RK、CCa MK、NSP1、NSP2、NIN進(jìn)行功能鑒定,期望對大豆-根瘤菌共生結(jié)瘤信號傳導(dǎo)過程進(jìn)行探索。主要研究結(jié)果如下:1.為了鑒定基因Gm Sym RKα/β、Gm CCa MKα/β、Gm NSP1α/β、Gm NSP2α及Gm NINα在大豆-根瘤菌共生結(jié)瘤過程中的功能,我們利用毛根轉(zhuǎn)化技術(shù),驗證了其過量表達(dá)和下調(diào)表達(dá)對大豆植株結(jié)瘤數(shù)的影響。結(jié)果表明:Gm Sym RKα/β、Gm CCa MKα/β、Gm NSP1α/β、Gm NSP2α、Gm NINα過量表達(dá)后,植株結(jié)瘤數(shù)顯著多于對照組;Gm Sym RKα/β、Gm CCa MKα/β基因下調(diào)表達(dá)后,植株結(jié)瘤數(shù)顯著少于對照組。以上結(jié)果表明Gm Sym RKα/β、Gm CCa MKα/β、Gm NSP1α/β、Gm NSP2α、Gm NINα在大豆結(jié)瘤過程中均具有重要作用。2.我們利用毛根轉(zhuǎn)化技術(shù),驗證了在蒺藜苜蓿突變體mtdmi3、mtnsp1-1及野生型A17中基因互補(bǔ)和過量表達(dá)對植株結(jié)瘤數(shù)的影響。結(jié)果表明:在mtdmi3中表達(dá)Gm CCa MKβ能夠使植株恢復(fù)結(jié)瘤能力;在mtnsp1-1中表達(dá)Gm NSP1α/β均能夠使植株恢復(fù)結(jié)瘤能力;同時,在野生型蒺藜苜蓿A17中過量表達(dá)Gm CCa MKβ、Gm NSP1α/β均能顯著增加植株結(jié)瘤數(shù)目。以上結(jié)果說明,Gm CCa MKβ在蒺藜苜蓿中能夠互補(bǔ)DMI3的生物學(xué)功能;Gm NSP1α/β在蒺藜苜蓿中均能互補(bǔ)NSP1的生物學(xué)功能。3.利用q RT-PCR檢測了各基因表達(dá)情況的相互影響,結(jié)果表明:過量表達(dá)基因Gm Sym RK使Gm CCa MK、Gm NSP1及Gm NSP2的表達(dá)受到不同程度的上調(diào),抑制Gm Sym RK的表達(dá)使Gm CCa MK、Gm NSP1及Gm NSP2的表達(dá)受到不同程度的下調(diào);過量表達(dá)基因Gm CCa MK使Gm NSP1、Gm NSP2的表達(dá)受到不同程度的上調(diào),抑制Gm CCa MK的表達(dá)使Gm NSP1、Gm NSP2的表達(dá)受到不同程度的下調(diào);過量表達(dá)Gm NSP1使Gm NSP2及Gm NIN的表達(dá)受到強(qiáng)烈上調(diào);過量表達(dá)Gm NSP2α使Gm CCa MK、Gm NIN的表達(dá)受到不同程度的下調(diào);過量表達(dá)Gm NINα使Gm NSP2的表達(dá)受到強(qiáng)烈下調(diào)。以上結(jié)果說明,在早期結(jié)瘤信號傳導(dǎo)途徑中Gm Sym RK位于Gm CCa MK上游,Gm NSP1、Gm NSP2及Gm NIN位于Gm CCa MK下游;Gm NSP2α對Gm CCa MK可能存在負(fù)反饋調(diào)節(jié);Gm NINα對Gm NSP2也可能存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)。故大豆-根瘤菌早期共生結(jié)瘤信號傳導(dǎo)途徑與豆科模式植物相似。
[Abstract]:Soybean is one of the most important cash crops and oil crops in the world. The symbiotic nitrogen fixation system between legume plants and rhizobia is the most important nitrogen fixation mode in nature. Because of its high efficiency and economy symbiotic nitrogen fixation plays an important role in agricultural production. At present, most of the studies on symbiotic nitrogen fixation between legume and rhizobia are focused on model plants, many early nodulation genes have been identified, but there is little research on symbiotic nodule fixation of soybean and rhizobia. The purpose of this study was to investigate the signal transduction process of soybean-rhizobia symbiotic nodulation by identifying the function of soybean early nodulation gene Sym RK,CCa MK,NSP1,NSP2,NIN. The main results are as follows: 1. In order to identify the function of genes Gm Sym RK 偽 / 尾, Gm CCa MK 偽 / 尾, Gm NSP1 偽 / 尾, Gm NSP2 偽 and Gm NIN 偽 in the process of soybean rhizobia symbiotic nodulation, we used hairy root transformation technique. The effects of overexpression and down-regulation on nodule number of soybean plants were verified. The results showed that: Gm Sym RK 偽 / 尾, Gm CCa MK 偽 / 尾, Gm NSP1 偽 / 尾, Gm NSP2 偽, Gm NIN 偽 overexpression significantly increased the number of nodulation. After down-regulation of Gm Sym RK 偽 / 尾, Gm CCa MK 偽 / 尾 gene, the nodule number of the plant was significantly lower than that of the control group. The results showed that Gm Sym RK 偽 / 尾, Gm CCa MK 偽 / 尾, Gm NSP1 偽 / 尾 and Gm NSP2 偽, Gm NIN 偽 played an important role in the process of soybean nodulation. 2. The effects of gene complementation and overexpression on nodule number of alfalfa mutant mtdmi3,mtnsp1-1 and wild type A17 were studied by hairy root transformation technique. The results showed that the expression of Gm CCa MK 尾 in mtdmi3 could restore the nodulation ability of plants, and the expression of Gm NSP1 偽 / 尾 in mtnsp1-1 could restore the nodulation ability of plants. At the same time, overexpression of Gm CCa MK 尾 and Gm NSP1 偽 / 尾 in alfalfa A17 of wild type Tribulus terrestris significantly increased the number of nodulation. The results showed that, Gm CCa MK 尾 could complement the biological function of DMI3 in alfalfa of Tribulus terrestris, and Gm NSP1 偽 / 尾 could complement the biological function of NSP1 in alfalfa of Tribulus terrestris. 3. Q RT-PCR was used to detect the interaction of gene expression. The results showed that overexpression of gene Gm Sym RK increased the expression of Gm CCa MK,Gm NSP1 and Gm NSP2 in varying degrees, and inhibiting the expression of Gm Sym RK resulted in Gm CCa MK,. The expression of Gm NSP1 and Gm NSP2 was down-regulated in varying degrees. Overexpression of the gene Gm CCa MK increased the expression of Gm NSP1,Gm NSP2 in varying degrees, inhibited the expression of Gm CCa MK, down-regulated the expression of Gm NSP1,Gm NSP2 in varying degrees, and overexpressed Gm NSP1 made the expression of Gm NSP2 and Gm NIN strongly up-regulated. Overexpression of Gm NSP2 偽 resulted in down-regulation of Gm CCa MK,Gm NIN expression in varying degrees, and overexpression of Gm NIN 偽 resulted in strong down-regulation of Gm NSP2 expression. These results suggest that Gm Sym RK is located upstream of Gm CCa MK, Gm NSP1,Gm NSP2 and Gm NIN are downstream of Gm CCa MK in early nodulation signal transduction pathway, Gm NSP2 偽 may have negative feedback regulation on Gm CCa MK. Gm NIN 偽 may also have negative feedback regulation on Gm NSP2. Soybean-rhizobia early symbiotic nodule signal transduction pathway is similar to legume model plants.
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S565.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉玉俠,孟召鵬;大豆施鉬效果好[J];安徽農(nóng)業(yè);2000年02期

2 耿臻;大豆種子的收獲技巧[J];河南農(nóng)業(yè);2000年09期

3 王天雷;冬季貯存大豆種子要十防[J];大豆通報;2002年05期

4 楊曉杰,孫志琳,王艷;阿司匹林浸種對大豆種子萌發(fā)及活力的影響[J];種子;2003年02期

5 范彥英,趙繼文,郭鳳英,郭循為;影響大豆種子外觀品質(zhì)的因素及對策[J];種子;2003年03期

6 張春雷,任艷軍;大豆種子外觀品質(zhì)的影響因素及對策[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2004年01期

7 高敏,徐大明,劉德義;干旱對大豆種子芽率的影響[J];大豆通報;2004年01期

8 胡鳳新,孫福春;遼寧省大豆生產(chǎn)中幾個常見問題的分析與建議[J];中國科技信息;2005年07期

9 沈宏;;大豆種子的儲藏管理[J];中國種業(yè);2006年03期

10 劉德勤;;水楊酸對大豆種子萌發(fā)的影響[J];科技成果縱橫;2006年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孫華;徐豹;王寧;;大豆在東方大陸的歷史[A];第一屆婦幼營養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會資料匯編[C];1989年

2 方旭前;邱麗娟;;大豆過敏蛋白特性及其遺傳改良[A];全國作物生物技術(shù)與誘變技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2005年

3 張建成;顧建鋒;徐瑛;楊蘭英;;大豆擬莖點(diǎn)種腐病的研究進(jìn)展及其檢疫意義[A];外來有害生物檢疫及防除技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文匯編[C];2005年

4 邵志剛;楊德旭;劉暢;焦維鵬;高連興;;大豆輸送損傷特征及規(guī)律研究[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

5 王樹起;韓麗梅;楊振明;閻飛;鞠會艷;;大豆根茬腐解液和營養(yǎng)液殘液對大豆生長發(fā)育的自感效應(yīng)[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

6 麻浩;王立群;宋利茹;;高溫高濕脅迫下大豆種子田間劣變分子機(jī)制的研究[A];第二屆全國種子科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2011年

7 張本華;李成華;;靜電場對大豆種子活力影響的研究[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集第一分冊[C];2005年

8 王學(xué)東;蒼晶;崔琳;桂明珠;;大豆種柄的掃描電鏡觀察[A];第三屆全國掃描電子顯微學(xué)會議論文集[C];2003年

9 李春梅;楊守萍;蓋鈞鎰;喻德躍;;大豆種子蛋白的差異蛋白質(zhì)組研究[A];江蘇省遺傳學(xué)會植物分子育種學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2007年

10 徐曉燕;李春梅;蓋鈞鎰;喻德躍;;大豆種子萌發(fā)的蛋白質(zhì)組研究[A];江蘇省遺傳學(xué)會第七屆代表大會暨學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 高彥濱;大豆：國際因素對市場影響明顯放大[N];糧油市場報;2008年

2 趙朦朦;金色大豆節(jié) 多彩七星泡[N];北大荒日報;2011年

3 本報記者 梅隆;突破關(guān)鍵科技 提高大豆產(chǎn)量[N];農(nóng)民日報;2011年

4 周東倫;“太空大豆”長勢良好[N];菏澤日報;2005年

5 記者 馬昱華 實(shí)習(xí)生 畢瑋琳;發(fā)展大豆輪作 促進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整[N];吉林日報;2002年

6 陳瑞英;如何貯藏大豆種子[N];福建科技報;2006年

7 朱滿倉;種用大豆貯藏[N];瓜果蔬菜報.農(nóng)業(yè)信息周刊;2006年

8 邱永林;太和縣夏播大豆種子緊缺[N];農(nóng)資導(dǎo)報;2006年

9 市農(nóng)廣校;綠色大豆生產(chǎn)技術(shù)[N];通遼日報;2006年

10 鐘友;我國大豆產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新在東北啟動[N];糧油市場報;2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 高雪麗;大豆7S、11S球蛋白與分離蛋白影響面團(tuán)特性及饅頭品質(zhì)的機(jī)理研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 周思軍;大豆抗蟲基因轉(zhuǎn)移及其轉(zhuǎn)化系統(tǒng)優(yōu)化研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

3 陳偉;應(yīng)用基因沉默技術(shù)調(diào)節(jié)大豆脂肪酸代謝進(jìn)而選育高油和高油酸大豆新材料[D];東北師范大學(xué);2011年

4 付三雄;大豆微衛(wèi)星標(biāo)記遺傳圖譜的構(gòu)建及其在大豆抗病、蟲基因定位中的應(yīng)用[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

5 王麗群;春大豆種子田間劣變抗性的評價及抗性機(jī)理的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

6 馬淑梅;大豆硫素代謝與蛋白質(zhì)功能組分的關(guān)系[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

7 胡瑞波;大豆FT/TFL1基因克隆、表達(dá)模式及功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2009年

8 關(guān)榮霞;大豆重要農(nóng)藝性狀的QTL定位及中國大豆與日本大豆的遺傳多樣性分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2004年

9 何漪;大豆NDH復(fù)合體及其在鹽脅迫中的作用[D];浙江大學(xué);2012年

10 周笑犁;大豆寡糖對腸道微生態(tài)與免疫功能的調(diào)控作用及機(jī)制研究[D];南昌大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 殷欣;鎘脅迫下大豆生理生化特性及DNA甲基化變異的研究[D];哈爾濱師范大學(xué);2016年

2 閆慧麗;大豆主要過敏原Gly m Bd 28K IgG結(jié)合表位的定位研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2016年

3 眭晉;大豆種子與土壤的碰撞過程試驗研究與仿真分析[D];吉林大學(xué);2016年

4 靳路真;大豆品種（系）耐熱性鑒定及其生理機(jī)制研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 周萌;大豆分離蛋白與菠蘿皮渣纖維素共混制備水凝膠初步研究[D];華南理工大學(xué);2016年

6 李月;大豆異黃酮苷元—金屬絡(luò)合物的合成、表征及其抗衰老藥理活性的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

7 李雪凝;干旱脅迫對大豆生理特性的影響及差異蛋白的表達(dá)[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

8 俞樂;大豆毛油磷脂組成的快速預(yù)估及其對酶法脫膠的影響[D];江南大學(xué);2016年

9 畢文佳;基于高光譜圖像技術(shù)的大豆品種鑒別方法研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 董強(qiáng);大豆維生素E合成酶基因的克隆與功能分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號：2321176