了得網自然科學_叢枝菌根真菌-紫穗槐共生體繫的研究

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以木本豆科植物紫穗槐和叢枝菌根真菌(AMF)作為研究材料，創新性地揭示了其共生體繫形成過程中AMF和根瘤菌對紫穗槐侵染的時空變化、AMF對紫穗槐固氮能力的影響、紫穗槐菌根對根瘤菌的趨化作用和結瘤因子的誘導，以及AMF對紫穗槐防御性的調控等生理生態機制，繼而對AMF與紫穗槐共生體繫建立過程中誘導的差異基因及蛋白質進行了分析，首次從分子水平揭示林木叢枝菌根形成過程中的分子機制。

《叢枝菌根真菌?紫穗槐共生體繫的研究》適合微生物生態學、森林病理學、分子生態學及農業和環境等科技領域的廣大科研、教學、專業技術人員及相關專業研究生閱讀和參考。

內容簡介

《叢枝菌根真菌
紫穗槐共生體繫研究》彙集了作者在林木菌根學領域多年的研究成果和取得的*進展。首先對菌根的基礎知識和國內外研究的*進展作了介紹，然後以木本豆科植物紫穗槐和叢枝菌根真菌（AMF）作為研究材料，創新性地揭示了其共生體繫形成過程中AMF和根瘤菌對紫穗槐侵染的時空變化、AMF對紫穗槐固氮能力的影響、紫穗槐菌根對根瘤菌的趨化作用和結瘤因子的誘導，以及AMF對紫穗槐防御性的調控等生理生態機制，繼而對AMF與紫穗槐共生體繫建立過程中誘導的差異基因及蛋白質進行了分析，首次從分子水平揭示林木叢枝菌根形成過程中的分子機制。

作者簡介

宋福強!黑龍江大學生命科學學院教授
農學博士博士生導師"南京大學出站博士後"現為黑龍江大學生態學科帶頭人，黑龍江省科顧委高新技術組專家，中國林學會高級會員，黑龍江省食用菌菌種資源鋻定委員會委員，黑龍江省微生物學會理事，黑龍江省食用菌學會常務理事"

叢書序

前言

1 菌根研究概述

1．1 菌根由來

1．2 叢枝菌根真菌概述

1．2．1 AM對植物生理功能的影響

1．2．2 AMF對植物生理作用機制

1．2．3 AMF與土壤微生物之間的相互作用

1．2．4 球囊霉相關蛋白

1．3 AMF與宿主植物共生體繫的建立

1．3．1 AMF與植物共生識別信號概述

1．3．2 AMF分泌的識別信號物質——菌根因子

1．3．3 豆科植物分泌的信號物質——類黃酮

1．3．4 真菌與植物共生建立過程

1．4 根瘤菌概述

1．5 真菌-豆科植物-根瘤菌三重共生

1．5．1 真菌-豆科植物-根瘤菌三重共生概述

1．5．2 根瘤菌分泌的識別信號物質——結瘤因子

1．5．3 AMF對根瘤菌趨化作用的研究現狀

1．5．4 AM共生體繫形成期間AMF與根瘤菌相互關繫

1．6 AM共生體繫中植物防御反應的調節

1．6．1 誘導子的降解

1．6．2 防御信號分子的鈍化

1．6．3 光合產物和激素的調節

1．6．4 磷和黃酮/異黃酮類物質的調節

1．6．5 共生相關基因的抑制

1．6．6 AMF誘導植物防御反應研究展望

1．7 紫穗槐概述

參考文獻

2 AMF和根瘤菌對紫穗槐侵染的時空變化

2．1 材料和方法

2．1．1 紫穗槐苗木培養

2．1．2 AMF和根瘤菌侵染紫穗槐的測定

2．1．3 透射電鏡觀察AMF和根瘤菌對紫穗槐的侵染

2．2 結果與分析

2．2．1 AMF和根瘤菌對紫穗槐的侵染動態

2．2．2 透射電鏡觀察AMF和根瘤菌對紫穗槐的侵染變化

2．3 討論

2．4 本章小結

參考文獻

3 AMF對紫穗槐固氮能力的影響

3．1 材料與方法

3．1．1 紫穗槐生物量測定

3．1．2 植株根際土壤固氮酶活性測定

3．1．3 植株葉片硝酸還原酶活性測定

3．1．4 植株根際土壤脲酶活性測定

3．1．5 不同處理紫穗槐根際土壤全氮測定

3．1．6 不同處理紫穗槐根際土壤交換性無機氮測定

3．1．7 紫穗槐植株全氮測定

3．2 結果及分析

3．2．1 紫穗槐生物量

3．2．2 不同處理紫穗槐根際土壤固氮酶活性

3．2．3 紫穗槐葉片硝酸還原酶活性

3．2．4 不同處理紫穗槐根際土壤脲酶活性

3．2．5 不同處理紫穗槐根際土壤全氮測定結果

3．2．6 不同處理紫穗槐根際土壤交換性無機氮測定結果

3．2．7 不同處理紫穗槐植株的全氮含量

3．3 討論

3．3．1 紫穗槐生物量、三種酶活性與侵染率之間的關繫

3．3．2 與固氮能力有關的酶活性及其與植株生長指標相關性分析

3．3．3 植株和土壤中氮含量受AMF的影響

3．4 本章小結

參考文獻

4 AMF-紫穗槐共生體繫引起根瘤菌的趨化作用及對結瘤因子誘導的研究

4．1 材料與方法

4．1．1 供試材料

4．1．2 實驗方案

4．1．3 數據處理

4．2 結果與分析

4．2．1 菌根侵染率

4．2．2 AM真菌對根瘤菌的趨化性

4．2．3 AMF-紫穗槐共生體繫對根瘤菌結瘤因子的誘導

4．2．4 結瘤因子對AMF侵染紫穗槐的影響

4．2．5 結瘤因子回接對紫穗槐生物量及產生根瘤原基能力的影響

4．3 討論

4．3．1 AMF對根瘤菌趨化性的作用

4．3．2 接種AMF對根瘤菌分泌結瘤因子的影響

4．3．3 結瘤因子對AMF侵染時間變化與宿主生物量的影響及其形成根瘤原基的能力

4．4 本章小結

參考文獻

5 AMF對紫穗槐防御性調控的研究

5．1 材料和方法

5．1．1 供試材料

5．1．2 實驗方案

5．1．3 數據處理

5．2 結果與分析

5．2．1 菌根侵染率的測定和附著孢發育情況的檢測

5．2．2 防御酶活性的測定結果

5．2．3 膜脂過氧化物丙二醛含量的測定

5．2．4 幾丁質降解產物——葡萄糖胺含量的測定

5．2．5 黃酮/異黃酮類物質的分離提取、鋻定和含量的測定

5．2．6 外源施加P對接種AMF紫穗槐根繫黃酮/異黃酮類物質含量的影響

5．3 討論

5．3．1 AMF調節植物防御反應的探討

5．3．2 AM共生體繫建立的調節信號分子——黃酮/異黃酮類物質

5．4 本章小結

參考文獻

6 利用DDRT-PCR研究AMF侵染紫穗槐過程中相關基因

6．1 材料和方法

6．1．1 供試材料

6．1．2 實驗方法

6．2 結果與分析

6．2．1 提取總RNA結果

6．2．2 mRNA差異顯示PCR技術獲得相關基因片段

6．2．3 克隆及測序

6．2．4 差異片段生物信息學分析

6．3 討論

6．3．1 根部總RNA的提取方法

6．3．2 mRNA差異顯示

6．4 本章小結

參考文獻

7 AMF與紫穗槐形成叢枝菌根過程中的差異蛋白分析

7．1 材料和方法

7．1．1 供試材料

7．1．2 實驗方法

7．2 結果與分析

7．2．1 雙向電泳體繫的建立

7．2．2 紫穗槐菌根蛋白分離與鋻定

7．3 討論

7．3．1 關於紫穗槐菌根蛋白提取方法的選擇

7．3．2 關於雙向電泳條件的確定

7．3．3 紫穗槐菌根差異蛋白表達特點的分析

7．3．4 差異表達蛋白質點功能的分類討論

7．4 本章小結

參考文獻

索引

在線試讀

概述1菌根研究概述1?1菌根由
來自然界中大多數植物，特別是林木，都生活在微生物極其活躍的土壤環境中。在植物根際，聚集的微生物種類和數量相當多，如數量眾多的土壤真菌。土壤真菌可分為寄生、腐生和共生三大類。菌根是自然界中普遍存在的土壤真菌與植物根的共生形態。

1885年，德國植物生理學家Frank發現一些真菌菌絲體與橡樹、山毛櫸等樹木根繫形成共生結合體，並首先提出了“菌根菌根”（mycorrhiza）這個術語。菌根是自然界中菌根真菌與宿主植物之間互相作用達到高度平衡的一種共生體繫共生體繫（Hayman,1982）。其共生性主要體現在菌根真菌從植物體內獲取必要的光合產物及其他營養物質，同時菌根真菌把土壤中的營養及水分傳輸給植物吸收利用，從而達到一種互利互助、互通有無的生理平衡。菌根具有一般植物根繫的特征，也具有專性真菌的特性。化石資料表明，早在3億~4億年前菌根真菌與古老的陸生植物就已經形成了菌根。菌根是植物在長期的生活過程中與菌根真菌一起共同進化的結果。在自然界中，菌根分布十分廣泛，目前已發現90%的植物種類與菌根真菌存在共生的情況，這構成了生態繫統中重要的功能群之一（朱教君和徐慧,2003）。

根據菌根解剖學的特點，目前人們把菌根分為兩大類。大類是內生菌根（endomycorrhizae），這種菌根的特點是共生真菌可穿透寄主細胞並在寄主細胞內形成一些特殊結構。內生菌根可分為三種類型：泡囊?叢枝菌根叢枝菌根（vesicular?arbuscular
mycorrhizae，VAM）、杜鵑花類植物菌根(ericod mycorrhiza)和蘭花類植物菌根(orchid
mycorrhiza)。第二大類是外生菌根(ectomycorrhizae)，它有兩個特點：①寄主小根的外面被真菌菌絲包裹，形成一個菌套(mantle)；②真菌進入根皮層，分布在皮層細胞的間隙中並形成哈蒂氏網（Hartig
net)，但並不進入細胞內部，如果外生菌發育得好，哈蒂氏網的菌絲則會完全包裹每個皮層細胞，使它們彼此分割開來。外內生菌根（ectem?domycorrhizae）是外生菌根的一個形態上的變異，功能與外生菌根無異，不同的是在皮層細胞內有菌絲的生長。

外生菌根和外內生菌根大部分是形成於木本植物根繫，約占植物的3%。如樺木科（Betulaceae）、殼鬥科（Fag

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