刺槐是一種木本豆科植物,是生態(tài)綠化的先鋒樹種,但在植被恢復過程中,氮素缺乏是影響刺槐樹木生長主要限制因素。因此,如何調(diào)動豆科植物與根瘤菌共生固氮體系自身的固氮潛力,具有極其重要的意義。硫化氫（Hydrogen Sulfide,H₂S）作為新的氣體信號分子,在調(diào)控植物生理功能方面具有重要作用,例如:H₂S可以調(diào)控植物適應高鹽脅迫、離子毒害、干旱脅迫和溫度脅迫等,進而促進植物的生長發(fā)育。前人研究表明:一氧化氮（Nitric Oxide,NO）作為氣體信號分子可以通過調(diào)控結(jié)瘤過程中關鍵基因的表達而影響豆科植物根瘤的形成和衰老,并最終影響豆科植物共生固氮能力。那么,同樣作為氣體信號分子的H₂S是否也涉及調(diào)控豆科植物根瘤形成和共生固氮過程?本研究以刺槐-根瘤菌共生體系為實驗對象,從植物表型分析、生理生化指標測定、根瘤形態(tài)和結(jié)構(gòu)、共生基因表達并結(jié)合轉(zhuǎn)錄組技術分析H₂S信號分子在刺槐-根瘤菌共生體系中根瘤形成和固氮過程中的作用機制。取得如下主要結(jié)果:（1）用H₂S供體NaHS處理刺槐幼苗,結(jié)... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

根瘤器官發(fā)生(Wangetal.2011)

圖 1-1 根瘤器官發(fā)生(Wang et al. 2011)Fig. 1-1 Nodule organogenesis根毛的尖端為根瘤菌侵染的起始位置，根瘤菌侵染主要有兩種形式，一種是：痕侵入（crack infection）根瘤菌附著在豆科植物根部表皮上，在其破損處增殖，然從根細胞間隙直接侵入，并不借助其他組織，如白羽扇豆、花生、丁葵草等都是通裂痕侵入完成侵染(González-Sama et al. 2004)。另一種是：如圖 1-2 所示，根毛侵染（hairs infection）(Geurts et al. 2005)。根毛細胞內(nèi)形成侵染線（infection thread），根瘤從侵染線進入根內(nèi)皮層細胞(Den et al. 2007; Fournier et al. 2008)。根毛侵染這種方式加高級，在豆科植物中也更加普遍存在。在侵染線形成后，侵染線會向結(jié)瘤處繼續(xù)長并分叉，在根瘤原基處釋放根瘤菌(Brett et al. 2010; Haag et al. 2013)。根瘤菌通過吞的方式進入宿主細胞，進入細胞之后根瘤菌會持續(xù)的分裂、生長，然后分化成類體。類菌體可以固氮，固定的氮進一步被合成氨基酸被植物利用。類菌體膜通過被運輸?shù)姆绞竭M行根瘤和豆科植物之間的物質(zhì)交換(Brett et al. 2010)。

西北農(nóng)林科技大學碩士學位論文.2.4 根瘤類型根據(jù)根瘤形態(tài)豆科植物根瘤主要分為兩種：如圖 1-3 所示，定型瘤和不定型瘤。型瘤在早期發(fā)育階段細胞分裂，之后不再分裂，根瘤成熟后，形態(tài)一般呈圓形，內(nèi)物分布均一。如：百脈根（Lotus japonicus）、大豆（Glycine max）。不定型瘤含有持分生組織，具有持續(xù)分裂能力，形態(tài)略顯細長。如：紫花苜蓿（Medicago sativa）、豆（Pisum sativum）、刺槐（Robinia pseudoacacia）等。不定型瘤衰老區(qū)，細胞排列整齊，體積變大，間隙明顯，開始退化(Filek et al. 1997; Yang et al. 1992)。侵染區(qū)有微弱的固氮能力，固氮區(qū)為最主要的進行生物固氮的區(qū)域。研究表明，不同結(jié)構(gòu)的根瘤類型可能是由宿主植物和根瘤菌共同決定的。如大豆 S. fredii CCNWGSQ8 共生形成定型瘤；紫花苜蓿與 S. meliloti 1021 共生形成不定型瘤；S. fredii NGR234 屬根瘤菌與合歡和豇豆等不同的宿主共生形成不同類型根瘤Yan et al. 2013)；刺槐與 Mesorhizobium amorphae CCNWGS0123 共生形成不定型根瘤，與 Pseudomonas sp.CH10048 共生形成定型根瘤(Shiraishi 2010)。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]苜蓿中華根瘤菌共生固氮相關基因突變體的分離和鑒定[J]. 張晴,余海翔,張忠明.  華中農(nóng)業(yè)大學學報. 2019(01)
[2]硫化氫在植物中的生理功能及作用機制[J]. 尚玉婷,張妮娜,上官周平,陳娟.  植物學報. 2018(04)
[3]植物中的氣體信號分子硫化氫:無香而立,其臭如蘭[J]. 裴雁曦.  中國生物化學與分子生物學報. 2016(07)
[4]常見作物缺氮癥狀及防治方法[J]. 劉校麗,劉雪珂,王順領.  農(nóng)家參謀(種業(yè)大觀). 2013(06)
[5]植物中硫化氫的生理功能及其分子機理[J]. 崔為體,沈文飚.  生命的化學. 2012(04)
[6]外源硫化氫對鎘脅迫下黃瓜胚軸和胚根生理生化特性的影響[J]. 于立旭,尚宏芹,張存家,王秀峰,魏珉,楊鳳娟,史慶華.  園藝學報. 2011(11)
[7]外源硫化氫對豌豆根尖及其邊緣細胞的影響[J]. 李東波,肖朝霞,劉靈霞,王金成,宋國力,畢玉蓉.  植物學報. 2010(03)
[8]Hydrogen Sulfide Promotes Root Organogenesis in Ipomoea batatas, Salix matsudana and Glycine max[J]. Hua Zhang1, Jun Tang2, Xiao-Ping Liu3, Yun Wang1, Wei Yu1, Wei-Yan Peng1, Fang Fang1, Dai-Fu Ma2, Zhao-Jun Wei1 and Lan-Ying Hu1 (1School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2Xuzhou Sweet Potato Research Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences, National Sweet Potato Improvement Center, Xuzhou 221121, China; 3Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China).  Journal of Integrative Plant Biology. 2009(12)
[9]生物固氮的研究現(xiàn)狀初探[J]. 黎林.  韶關學院學報. 2009(03)
[10]Hydrogen Sulfide Promotes Wheat Seed Germination and Alleviates Oxidative Damage against Copper Stress[J]. Hua Zhang1,Lan-Ying Hu1,Kang-Di Hu1,2,Yun-Dong He1,Song-Hua Wang3 and Jian-Ping Luo1(1School of Biotechnology and Food Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China; 2Institute of Life Sciences,Beijing Normal University,Beijing 100875,China; 3Life Science College,Anhui Science and Technology University,Bengbu 233100,China).  Journal of Integrative Plant Biology. 2008(12)

博士論文
[1]中慢生根瘤菌Mesorhizobium amorphae CCNWGS0123全基因組測序和兩套Ⅲ型分泌系統(tǒng)功能研究[D]. 王新葉.西北農(nóng)林科技大學 2018
[2]刺槐中參與共生固氮的結(jié)瘤相關基因的分離鑒定和功能分析[D]. 陳紅艷.西北農(nóng)林科技大學 2015

碩士論文
[1]華癸中慢生根瘤菌7653R效應蛋白NopP的共生功能及蛋白互作研究[D]. 潘悅.華中農(nóng)業(yè)大學 2014
[2]分子氫對土壤有效養(yǎng)分的影響及其機理初探[D]. 劉薇.華中農(nóng)業(yè)大學 2001



本文編號：3513100