大豆（Glycine max）作為一種豆科植物,可以在根瘤菌侵染后形成特殊的根器官（根瘤）從而和根瘤菌形成共生的關系來固定大氣中的氮氣,保證大豆即使在低氮含量的土壤中也能正常生長。油菜素甾醇（brassinosteroids,BRs）作為一種類固醇激素,可以調(diào)控大豆結瘤,但是BRs對大豆結瘤的調(diào)控機制卻并不清楚。本文以大豆為研究對象,通過一系列生理生化實驗研究了BRs對大豆根瘤發(fā)育的調(diào)控,主要研究結果如下:1.建立大豆BR報告基因系統(tǒng):通過生物信息學的方法分析了BR合成關鍵酶CPD、CYP90D1在大豆中的同源基因及其表達模式,并運用實時熒光定量PCR檢測了外源BR處理后的表達量,發(fā)現(xiàn)在BR信號放大后它們的表達量被下調(diào)。2.通過外源BR處理實驗發(fā)現(xiàn)BR能抑制大豆結瘤并抑制固氮酶的活力。3.BR抑制結瘤信號通路:通過實時熒光定量PCR檢測了結瘤誘導基因的表達量,發(fā)現(xiàn)在BR信號放大時,結瘤誘導基因表達量下調(diào),結瘤信號受到抑制。4.BR通過其信號轉導通路抑制結瘤信號:通過生物信息學的方法分析了BR信號通路中關鍵轉錄因子BES1在大豆中的同源基因并命名為GmBES1L,并運用毛根轉化的方法驗證... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

BR合成途徑及參與的關鍵酶(Zhangetal2014)

圖 1-2 BR 信號轉導通路模式圖(Yang et al 2011)Fig.1-2 Model for BR signaling pathway (Yang et al 2011).3.3 油菜素甾醇對植物生長發(fā)育的調(diào)控機制作為一種重要的植物激素，BR 參與了植物生長發(fā)育許多進程的調(diào)控。首先在水平上，BR 參與調(diào)控細胞伸長和分裂。有文章證明 BR 調(diào)控纖維素合成酶基ESA (cellulose synthase)的表達，而 BR 信號突變體中 CESA 的表達量下降，纖維量減少。纖維素是細胞壁的主要成分，植物細胞的擴張和伸長都受細胞壁調(diào)節(jié)明 BR 主要通過調(diào)節(jié)纖維素的合成促進細胞的伸長(Xie et al 2011)。同時有研究BRI1能夠和H+-ATPase在質膜上相互作用從而直接調(diào)控質膜上質子泵來影響細擴張和細胞吸水(Caesar et al 2011)。2000 年的一篇研究表明用 eBL 處理后，一-type 的植物 cyclin 基因 CycD3 的表達量上調(diào)，說明 BR 可能參與到細胞分裂的

形成和發(fā)育這兩個不同的事件調(diào)節(jié)。根瘤菌的侵染和根瘤的發(fā)育受根瘤菌和寄主間的結瘤因子信號(Nod factor signaling)這一局部信號調(diào)節(jié)，而根系上根瘤的總數(shù)是主要是受結瘤自調(diào)節(jié) AON(Auto-regulation of nodulation)這一系統(tǒng)的負反饋機制調(diào)控。1.4.1 根瘤菌侵染的分子機制結瘤因子信號(Nod factor signaling)是指豆科植物根際周圍分泌類黃酮類物使寄主特異性的根瘤菌在根毛周圍富集并合成一種實際是脂幾丁質寡糖的結瘤因(Nod factor, NF)，結瘤因子激活表皮的信號級聯(lián)并在被侵染的根毛處引起鈣離子峰(calcium spikes)，在此之后，移動的分子信號(現(xiàn)在并不清楚)從表皮轉移至皮并使部分皮層細胞去分化，被激活的皮層細胞起始一個新的發(fā)育進程并逐步形成瘤(Oldroyd 2013; Takuya and Masayoshi 2014)(圖 1-3)。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Classical Ethylene Insensitive Mutants of the Arabidopsis EIN2 Orthologue Lack the Expected‘hypernodulation’ Response in Lotus japonicus[J]. Pick Kuen Chan,Bandana Biswas,Peter M. Gresshoff.  Journal of Integrative Plant Biology. 2013(04)
[2]我國大豆生產(chǎn)區(qū)域布局變化與后期展望[J]. 徐雪高.  農(nóng)業(yè)展望. 2011(07)
[3]Molecular Analysis of Legume Nodule Development and Autoregulation[J]. Brett J. Ferguson,Arief Indrasumunar,Satomi Hayashi,Yu-Hsiang Lin,Dugald E. Reid,Peter M. Gresshoff.  Journal of Integrative Plant Biology. 2010(01)
[4]世界大豆生產(chǎn)走勢和我們的對策[J]. 劉忠堂.  大豆通報. 2004(06)



本文編號：3054763