AMF-美人蕉共生体系氮素吸收、转运效能及机制研究

发布时间：2020-08-09 03:32

【摘要】：美人蕉是应用最为广泛的湿地植物品种之一,在水体修复中发挥脱氮除磷作用。探究美人蕉的脱氮机制是湿地效能强化的重要基础工作之一,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以黄花美人蕉(Canna indica L.var.flava Roxb.)为对象,在调查美人蕉受丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)侵染的基础上,开展AMF-美人蕉共生体系氮吸收效能的研究,并试验分析AMF和无机氮形态对氮转运蛋白基因表达水平的影响,主要工作及内容如下:Illumina高通量测序实验表明:实验中侵染美人蕉的AMF属于球囊霉科(Glomeraceae)。镜检发现,春季幼苗期美人蕉AMF的菌丝侵染率较低,仅5.66±1.08%,秋季成熟期侵染率较高,可达到53.89±1.43%。通过水培试验,在铵态氮和硝态氮及其组合供给条件下,分析AMF-美人蕉共生体系的氮吸收效能,结果表明:AMF对美人蕉根系吸收铵态氮无显著影响(P0.05),对硝态氮吸收在低浓度下有很大促进作用,提高约63%,但高浓度下有抑制效果,降低约7%左右;铵态氮和硝态氮按1:1供给时,美人蕉吸收效能与浓度变化呈正相关,对铵态氮和硝态氮的最高吸收率分别可达99.63%和99.50%。N~(15)同位素标记试验及其结果的模型计算表明:纯美人蕉根系转运系数为-0.923,AMF转运系数为0.601,AMF内生菌丝对美人蕉氮的吸收、转运效能有一定抑制作用。实时荧光定量PCR试验表明:两种无机氮共存时,美人蕉铵态氮转运蛋白基因AMT1和AMT2在根部的表达水平随浓度提升而提高,AMF显著提升AMT2的表达,而硝态氮转运蛋白基因NRT2的表达无显著变化;单独供以铵态氮或硝态氮时,AMF对美人蕉氮转运蛋白表达水平的提高仅在低浓度情形下十分显著,AMT1主要在根系内部细胞表达,主导对铵态氮的转运,AMT2主要在根系表皮细胞表达,主导从外界吸收铵态氮,AMF内生菌丝在高浓度时可抑制其表达;仅有一种无机氮存在时,另一种氮转运蛋白基因在AMF侵染时却显著表达,推测NH_4~+和NO_3~-在内生菌丝中可双向转化。本文的研究对分子生物学层面上强化美人蕉的脱氮效能,尤其是为建立具有靶向脱氮功能的AMF-美人蕉共生体系,提供了前期探索性试验成果。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52;S682.22
【图文】：

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【参考文献】