【摘要】：硒是人和動物所必需的微量元素,人體最好是通過攝入有機硒補充體內硒含量。植物從土壤中吸收硒的基本機制已經較為深入,但植物的根處于土壤環(huán)境中,根際土壤微生物和根共生微生物對植物礦質營養(yǎng)吸收有重要的影響。為研究叢枝菌根真菌對豆科植物硒吸收的影響機制,選擇大豆作為研究對象,設置共生和非共生組,并分別進行硒處理10天。利用RNA-Seq技術進行基因表達差異分析,利用氣質聯用(GC-MS)對共生植株根系分泌物進行分析,利用液質聯用(LC-MS)技術對共生體根內類黃酮類次生代謝物質進行分析,研究AMF共生條件下共生大豆根部轉錄組的變化、共生體根系分泌物和類黃酮類次生代謝物的表達差異,得到以下結論:1.AMF共生對大豆硒吸收的影響。通過共生大豆的半致死硒濃度10mg/kg進行處理,培養(yǎng)20d后,AMF共生大豆的浸染率達到28.27%以上。AMF與大豆形成共生后,生物量增加18.9%。半致死硒濃度促進大豆長度增長3.84%,AMF能增強這種作用,增加21.46%,同時也會使非共生大豆生物量增加18.98%,但對共生大豆的生物量影響較小。AMF與大豆形成共生后,硒含量降低,根中從68.025mg/kg降至42.6876mg/kg,葉片硒含量由0.1257mg/kg降至0.1021mg/kg,且硒含量隨著AMF浸染率的增加而降低。2.AMF共生和硒對大豆根轉錄組影響。通過轉錄組測序,發(fā)現AMF共生時硒顯著地促進了硒代半胱氨酸(SeCys)合成途徑關鍵基因腺苷硫酸鹽還原酶(Adenosine-5'-phosphosulfate Reductase 3,APR3)和絲氨酸乙酰轉移酶(Serine acetyltransferase,Cys E)上調,這可能使得半胱氨酸或硒代半胱氨酸合成增加。硒增加共生大豆根中赤霉素、生長素和分裂素基因表達,促進大豆的生長。硒影響大豆AAA-ATPase 1表達上調1.64倍,增強根系糖類的轉運。補硒時,AMF共生促進大豆根Pht1;1和1;3表達,分別增加6.47、5.43倍,增加了大豆磷吸收,但Pht3;1表達下調1.37倍,降低線粒體中磷的交換速率。AMF共生還促進蔗糖合成酶3和4表達上調2.18、3.04倍,增加了蔗糖的代謝速率。大豆Nrt2;4在氮缺乏時表達,加硒后,表達量下降2.08倍,說明硒促進大豆氮吸收和轉運。重金屬轉運類基因表達上調1倍以上,將過量或有毒的物質排出細胞。硒和AMF共生使APS reductase3表達上調接近2倍,增加硒酸鹽轉化為亞硒酸鹽和Se-2,進一步生成半胱氨酸。3.硒對叢枝菌根真菌轉錄組的影響。硒促進AMF轉錄組的ABCE1/B6和溶質載體家族的表達上調,加快AMF養(yǎng)分吸收、離子轉運及廢物排出。AMF中的Ndufs、淀粉磷酸化酶在加硒后表達量增加,會加快線粒體脂肪酸的氧化。硒促進磷酸甘油酸激酶表達增加13.4倍,促進AMF的糖酵解途徑,同時增加琥珀酰CoA合成酶、高檸檬酸合酶、丙酮酸脫氫酶和L-乳酸脫氫酶的表達,加快三羧酸循環(huán)。硒通過下調AMF熱休克蛋白12.22倍的表達量使大豆適應逆境,同時通過抑制谷胱甘肽過氧化物酶、谷胱甘肽硫轉移酶、谷氨酰胺合成酶、羥基谷胱甘肽水解酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶的表達,影響硒的合成和代謝�？刂颇ねㄍ感缘囊号莸鞍�8表達下調,說明硒在液泡中的代謝可能受到抑制。4.AMF和硒對大豆根系分泌物的影響。AMF共生時,加硒促進大豆根分泌鄰四氯苯醌、十一烷基環(huán)戊烷和十六烯增加,而十六烯可以提高磷的溶解度,與鐵、鈣等金屬離子形成螯合物,使土壤中的磷釋放出來。補硒時,AM顯著性促進大豆根分泌壬二酸、苯乙酸和嗎啉。大豆根分泌的1,2-二乙基-環(huán)十六烷、十七烷(E)-十八碳十一烯酸、2-(3-溴-苯基)-2,3-二氫-異吲哚-1-酮只受AMF共生影響。(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯酸、十三烷、十三烷酸和四氯鄰苯醌的產生與AMF、硒無關。5.AMF和硒對大豆根中類黃酮類的影響。大豆根中類黃酮的主效成分主要是芹菜素O-丙二�；禾擒�、芹菜素、五甲氧基黃酮、芹菜素5-O-糖苷和單寧,這五種類黃酮含量占據了總含量的80%以上。芹菜素O-丙二�；禾擒蘸颓鄄怂厥侵餍С煞趾孔罡叩膬煞N物質。芹菜素在單獨加硒或者共生下,含量都會產生顯著性變化,但是在共生時加硒,其含量不再產生顯著性變化。芹菜素O-丙二�；禾擒�、芹菜素5-O-糖苷和五甲氧基黃酮含量不受AMF和硒的影響。AMF抑制共生大豆根部單寧的含量增加。
【學位授予單位】：湖北民族學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S565.1

【參考文獻】

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本文編號：2574256