蓝莓根毛缺失的机理及其适应机制研究

发布时间：2020-10-13 05:22

　　 蓝毒属杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vaccinium spp.)多年生灌木或小灌木,其果实富含花青素等功能成分,被国际粮农组织列为人类五大健康食品之一。蓝莓根系不发达,根系浅,无根毛,呈纤维状,主要分布在浅层土壤中。因此,相对于其他果树,土壤紧实度、有机质含量等理化性质以及菌根状况对其生长发育的影响更为明显,其中,菌根的存在尤为重要,但相关机理缺乏系统的调查和研究。本论文在分析蓝莓根系发生过程的基础上,通过基因克隆及表达模式研究揭示蓝莓根毛缺失的分子机理;设置灭菌与未灭菌土壤处理蓝莓组培苗,探究土壤微生物对蓝莓生长的影响;同时,对当地蓝莓菌根真菌进行分离、鉴定,并筛选出对蓝莓生长有积极促进作用的菌根真菌,以期得到有益菌株和适宜的接种方式,为蓝莓菌根真菌的研究及蓝莓产业的发展提供参考。主要研究结果如下:以蓝莓'布里吉塔' 2年生植株根系为试材,通过基因克隆和表达分析初步探究蓝莓根毛缺失的分子调控机制。结果显示,从蓝莓根系cDNA中仅扩增到根毛发生相关基因WER、TTG和GL2,却未能扩增到CPC、ETC1和TRY。结构分析表明,WER、TTG和GL2所编码蛋白与其它具有根毛植物一样具有典型结构域,且GL2,WER亲缘关系跟葡萄关系最近,表明其蛋白功能具有相似性。由于CPC、ETC和TRY不表达,而WER、TTG和GL2具有正常功能,可推测蓝莓无根毛是因为WER和TTG/GL3-EGL3复合体结合正调控GL2的表达,从而抑制了根毛的发生。以无菌蓝莓'布里吉塔'组培生根苗为试材,利用土壤灭菌与未灭菌的处理,探究根际微生物对蓝莓组培苗生长的影响。结果显示,相较于灭菌土,未灭菌处理组的蓝莓生长量普遍提高,且地上部的优势更为明显;但其根际细菌与真菌的数目却低于灭菌处理组,其中细菌的数目差异最为显著,真菌数目虽然也低于灭菌组,但存在明显的根系内生真菌,即优势菌明显;未灭菌处理的蓝莓根际土壤的蔗糖酶和过氧化氢酶活性高于灭菌组0.56及2.15倍。以田间5年生北高丛'布里吉塔'蓝莓、'杰兔'蓝莓和南高丛'夏普蓝'蓝莓根系为试材,通过根段分离纯化、ITS序列扩增对三种蓝莓的根系共生真菌进行鉴定,并经过筛选后对蓝莓'布里吉塔'组培苗进行回接实验。结果显示,分别从'布里吉塔'蓝莓根系分离筛选得到9株真菌,'杰兔'蓝莓根系分离筛选得到9株真菌,'夏普蓝'蓝莓根系分离筛选得到8株真菌,经分子鉴定后发现,同种蓝莓根系分离得到的菌根真菌虽然形态特征上差异明显,但ITS序列鉴定后却是相近或相同的,如B1209(Talaromyces aculeatus)和 B1210(Talaromyces verruculosus)、T1205/T1213/T1214(Helotialessp.)和 T1206(Helotiales sp.)同属不同种;T1205 和 T1213、T1214 同属于Helotiales sp.(AB847035.1),X1206 和 X1209 同属于Epacris microphylla root associated fungus(AY268189.1)。同时,不同种蓝莓根系的菌根真菌也有相同,如B1207 和 T1209、X1206、X1209 都属于Epacris microphylla root associated fungus(AY268189.1),B1205 和 X1205 都属于Thozetellasp.(JX244056.1),X1207 和T1205、T1213、T1214都属于Helotialessp.(AB847035.1)。将上述菌株回接至蓝莓组培无菌苗中,2个月后测其生物量生长发现,B1202(Trichoderma gamsii)和B1206(Uncultured Ascomycota)对组培苗的地上部促生作用显著,能明显改善蓝莓的生物量。综上,蓝莓根毛缺失是由于CPC、ETC1和TRY的不表达,而WER、TTG和GL2具有正常功能导致的,但相关调节机制仍需要进一步研究;土壤未灭菌处理的蓝莓苗长势优于灭菌处理,说明根际微生物对蓝莓生长起到了促进作用;蓝莓根系菌根真菌在不同品种间有相似,也有差异,回接实验中,B1202和B1206的促生作用最为显著。
【学位单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S663.9
【部分图文】：

第二章蓝莓根毛缺失相关基因克隆与表达分析。同时，采用ＤＮＡＭＡＮ?（７．０）软件对预拟南芥（Ａ从蛋白序列、水稻（Ｏ．Ｍ／ｉｖ葡萄（Ｋ?ｖ／７峨ｒａ）蛋白序列作对比，并利用ＭＥ中扩增根毛发育相关基因ＣＰＣ、五；ＴＣ八７７＾、在电泳图中都能清晰的观察到亮带，说明这６

到它们在拟南芥、水稻、玉米及葡萄中的同源蛋白，并用ＭＥＧＡ７．０软件构建ＮＪ进??化树。蛋白结构分析发现，蓝莓ＧＬ２具有１个典型的ＳＴＡＲＴ结构域，其与葡萄亲缘??关系较近，而与玉米、水稻的亲缘关系较远（图２．３）；蓝莓ＴＴＧ具有４个保守的??ＷＤ４０结构域，与拟南芥亲缘关系较近而与葡萄亲缘关系较远（图２．４）；蓝莓ＷＥＲ??存在２个ＳＡＮＴ结构域，与葡萄亲缘关系较近（图２．５）。??■Ｂｉ１１?ＳＴＡＲＴ??０?ｔｏｏ?２ＱＳ?３００?４００??１ＣＤ???ＭＭ?ＶＢｒｉｇｉｔｔａ???竺＿??葡萄?ＫＷｍ＞＊ａ（ＧＳＶＴＶＴ０１０１７（ｍ（Ｋ）ｌ）?????掇南芥?Ａ／／ｗ／如ｍ？（ＡＴｌＧ７站４０，２＞???水稻?ａ？＾ｗ（ＬＯＣ＿Ｏｓ０１ｇ５５５４９．１）???玉米?Ｚ／ｍ＾ｓＣＧＲＭＺ＾ＶｎＧＯＯｌＳＳ＾Ｏ??图２．３?ＧＬ２蛋白结构域及系统进化树??Ｆｉｇ．?２．３?Ｐｒｏｔｅｉｎ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ?ｔｒｅｅ?ｏｆ?ＧＬ２??１６??

?ＴＯＯ??１００?ｂｐＢ??图２．２?ｃＤＮＡ克隆电泳图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ?ｏｆ?ｃＤＮＡ?ｃｌｏｎｅ??３．３蓝莓ＧＬ２、ＴＴＧ、ＷＥＲ结构域分析及构建蛋白系统发生树??对在蓝莓根系表达的ＧＬ２、ＴＴＲ和ＷＥＲ的ｃＤＮＡ全长进行测序，数据库搜索得??到它们在拟南芥、水稻、玉米及葡萄中的同源蛋白，并用ＭＥＧＡ７．０软件构建ＮＪ进??化树。蛋白结构分析发现，蓝莓ＧＬ２具有１个典型的ＳＴＡＲＴ结构域，其与葡萄亲缘??关系较近，而与玉米、水稻的亲缘关系较远（图２．３）；蓝莓ＴＴＧ具有４个保守的??ＷＤ４０结构域，与拟南芥亲缘关系较近而与葡萄亲缘关系较远（图２．４）；蓝莓ＷＥＲ??存在２个ＳＡＮＴ结构域，与葡萄亲缘关系较近（图２．５）。??■Ｂｉ１１?ＳＴＡＲＴ??０?ｔｏｏ?２ＱＳ?３００?４００??１ＣＤ???ＭＭ?ＶＢｒｉｇｉｔｔａ???竺＿??葡萄?ＫＷｍ＞＊ａ（ＧＳＶＴＶＴ０１０１７（ｍ（Ｋ）ｌ）?????掇南芥?Ａ／／ｗ／如ｍ？（ＡＴｌＧ７站４０，２
【参考文献】

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本文编号：2838783