毛白杨外生菌根预共生阶段的免疫机制启动模式

毛白杨外生菌根预共生阶段的免疫机制启动模式

作者:师大云端图书馆 时间:2015-12-06 分类:参考文献 喜欢:980
师大云端图书馆

【摘要】本研究以毛白杨(PopulustomentosaCarr.)和外生菌根(Ectomycorrhizae,ECM)真菌-美味牛肝菌(BoletusedulisBull.exFr.)为试验材料,建立水培互作试验体系,针对菌-根之间在预共生阶段的信号分泌、识别及传导,收集含有水溶性信号因子的信号液,检测其对杨树根系先天免疫机制的诱导以及第二信使跨膜转运的触发,重点分析Ca2+和H2O2的跨膜转运与防御相关基因之间的级联关系,探讨ECM预共生阶段寄主植物早期免疫机制的启动模式。主要研究结果如下:1、设计两种模拟ECM早期共生阶段进行信号分泌、传导与识别的水培互作试验体系,分析其对候选共生相关基因表达的影响。在真菌侵染模拟体系中,根系中SOD,POD,PAL,APX和CIPK25种候选共生相关基因的表达水平在5d内呈显著上调趋势,说明ECM真菌对寄主根系的直接接触,能够快速诱导这两类基因的转录表达。在信号传导模拟体系中,根系SOD,POD,PAL和APX4种基因的表达呈缓慢上升趋势,与真菌侵染模拟体系中的表达趋势一致,除APX之外,其它3个基因的转录水平在互作过程中均显著上调,并且SOD,POD和APX的mRNA含量在互作第3d达到最高值;CIPK2基因在互作过程中呈显著上调表达,互作1d后该基因的转录水平即可达到一个小高峰,并且显著高于对照和真菌侵染模拟体系,说明该体系下的ECM真菌能够分泌水溶性信号因子,有效地诱导寄主共生相关基因上调表达,初步验证了信号传导模拟体系对研究ECM早期信号事件的可行性和有效性,并且该体系下的ECM真菌,在互作第3d所分泌的信号因子能够有效诱导寄主共生相关基因的上调表达。2、在信号传导模拟体系的基础上,收集、制备菌-根共生信号液以及毛白杨根系分泌物、真菌分泌物的水溶液,对比分析其对根系SOD、POD和CIPK2基因转录水平的影响。结果表明,根系分泌物对基因的上调表达没有诱导作用,而真菌分泌物则能够显著诱导这些基因表达的上调,并且均在互作12h达到最高值。信号液对寄主共生相关基因转录水平的上调诱导作用最为显著,其中对CIPK2基因表达上调的诱导最为迅速,分别于3h和9h时达到极显著水平,呈“双高峰”的形式保持基因表达的上调趋势;SOD基因的转录水平于6h达到一个小高峰,并于12h达到最高值;而POD基因的表达量在整个互作期间均处于上调状态,并且上调幅度大,变化显著。通过对比分析认为,在正常生长状态下,ECM真菌的分泌物能够诱导寄主根系防御基因的表达,但在菌-根互相体系中,双方通过信号因子的交流而感知彼此的存在后,进一步分泌水溶性共生信号并将其传递,此时,寄主感知真菌源共生信号后,以启动自身免疫机制的方式作出回应,从而提高防御基因的表达。3、利用非损伤扫描离子选择性电极技术(ScanningIon-selectiveElectrodeTechnique,SIET)研究共生信号诱导下根系的Ca2+跨膜转运的动态变化模式。根系伸长区的Ca2+流在稳定环境下处于小内流状态,当用信号液瞬时处理根系后,Ca2+首先呈现出巨大的外流状态,但在随后的30min内,外流逐渐减弱,并稳定于小外流状态。伴随着信号因子与根系之间的识别与诱导,Ca2+的跨膜转运流向逐渐转变为稳定的内流状态,并且流速随时间逐渐增大,而对照则逐渐回归平稳的小内流状态。此外,根系在真菌分泌物和根系分泌物的瞬时处理下,Ca2+的跨膜转运形式与信号液处理的一致,而后期则逐渐恢复到与对照一样的小内流状态,说明共生信号液里含有某种信号分子诱导根系表皮细胞的Ca2+跨膜内流,或者是植物本身在识别了真菌源共生信号后,将Ca2+作为第二信使,通过自身的调控使其处于内流状态,从而将真菌源共生信号在体内进行传递。4、利用非损伤扫描极谱电极技术(ScanningPolarographicElectrodeTechnique,SPET)研究信号因子诱导下根系释放H2O2的动态模式。根系伸长区的H2O2在平衡条件下表现为内吸外排的平衡状态,在不同的瞬时处理下,根系起初释放大量的H2O2,但在最后均逐渐趋向于小吸收状态。随着信号因子的诱导,根系释放H2O2的水平也在不断提高,并在互作9h时达到最大。此外,真菌分泌物也能在24h内诱导根系产生H2O2,而根系分泌物的处理则总体上抑制了H2O2的释放,仅在3h处于较低的释放水平,然后一直表现为平衡或内吸状态。本试验首次展示了根系受ECM信号因子的诱导产生H2O2的动态模式。5、通过药理学实验分析H2O2和Ca2信号与防御反应之间的关系,探讨ECM免疫机制的启动模式。药理学试验证明,LaCl3(质膜钙离子通道抑制剂)能够有效抑制寄主根系Ca2+外流以及H2O2的产生,使Ca2+和H2O2一直处于内流状态。而DPI(质膜NADPH氧化酶抑制剂)只能有效抑制寄主根系H2O2的产生,但对Ca2+跨膜转运的动态模式没有影响,只是在3h时降低了Ca2+跨膜外流的速度。此外,LaCl3处理寄主根系后,能够显著抑制CIPK2、SOD和POD基因的转录水平,而DPI的处理只抑制了SOD和POD基因的转录水平,并不影响CIPK2基因的正常表达。因此推测寄主免疫机制的启动模式表现为,毛白杨在ECM预共生阶段,信号因子诱导寄主根系Ca2+跨膜内流,其与CIPK2基因结合后,调控根系产生大量的H2O2,以此诱导防御基因SOD和POD基因的转录表达。
【作者】倪杨;
【导师】梁军;
【作者基本信息】中国林业科学研究院,森林保护学,2014,博士
【关键词】外生菌根;预共生阶段;钙信使;过氧化氢;防御基因;

【参考文献】
[1]吕槐乐.贵州高校学生干部队伍存在问题及对策研究[D].西南大学,思想政治教育,2012,硕士.
[2]徐月明.高职院校学生党员发展工作研究[D].江西农业大学,思想政治教育,2012,硕士.
[3]全锋.脉冲电流烧结氮化铝透明陶瓷[D].武汉理工大学,材料学,2004,硕士.
[4]刘洁.检察院监所动态管理系统的设计与实现[D].西南交通大学,交通运输工程,2012,硕士.
[5]刘潇华.水稻光温敏雄性核不育和三明显性核不育基因的分子定位[D].福建农林大学,作物遗传育种,2010,硕士.
[6]孙淳.干细胞因子NANOG、SOX2在肝细胞癌中的表达及其调控肝细胞癌转移的分子机制[D].复旦大学,生物化学与分子生物学,2013,博士.
[7]孟文娟.宁夏大地化工有限公司坤辉气化分公司员工招聘与配置研究[D].宁夏大学,工商管理(专业学位),2014,硕士.
[8]郎五田.沈阳音乐学院机房排课管理系统[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[9]桂佳丽.电子商务侵权行为研究[D].新疆师范大学,民商法学,2013,硕士.
[10]本报记者王小伟.第一批石墨烯标准有望近期公布[N].中国证券报,2013-12-19A11.
[11]张天问.视频传感器的虚拟力部署算法[D].吉林大学,运筹学与控制论,2013,硕士.
[12]王政阳.一类具有8字回路的对称三次Hamilton系统的环性[D].苏州大学,基础数学,2012,硕士.
[13]曹辉.铸件凝固进程的数值模拟方法研究[D].大连理工大学,材料加工工程,2003,硕士.
[14]夏微微.近岸水体钼的非保守性行为及其生物地球化学形成机制探讨[D].厦门大学,环境科学,2014,硕士.
[15]柴新涛.基于LSQR和模拟退火联合的谱反演方法研究[D].中国石油大学(华东),地球探测与信息技术,2012,硕士.
[16]黄成胜.基于有向图和故障树的电网故障分层溯因分析[D].西南交通大学,电机与电器,2014,硕士.
[17]娜菲(NafisaMaqbool).基于进化算法的资源约束项目调度研究[D].华中科技大学,工业工程,2013,硕士.
[18]夏凡,王学东.青岛蓝色硅谷核心区新型产业模式探讨[J].经济师,2014,03:35-37+51.
[19]陈泽恩.基于.NET的实验室管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程(专业学位),2012,硕士.
[20]苏羽.论变性手术涉及的几个刑法问题[D].贵州民族大学,法律,2014,硕士.
[21]钱玉燕.大学生自杀态度的心理社会因素分析[D].陕西师范大学,基础心理学,2004,硕士.
[22]张婷婷.立足传统 创新变革[D].东北师范大学,设计艺术学,2012,硕士.
[23]张阳.基于Lucene技术搜索引擎设计与实现[D].吉林大学,计算机技术,2014,硕士.
[24]李于于.砂岩型铀矿中铁素氧化还原相关细菌类群分析[D].西北大学,微生物学,2013,硕士.
[25]王中力.我国动物疫病区域化管理模式的应用与分析[D].中国农业大学,预防兽医,2014,博士.
[26]杨建莹,梅旭荣,刘勤,严昌荣,何文清,刘恩科,刘爽.气候变化背景下华北地区冬小麦生育期的变化特征[J].植物生态学报,2011,06:623-631.
[27]靳娟.基于ASTER数据的秘鲁南部斑岩铜矿典型蚀变带提取方法研究[D].首都师范大学,地图学与地理信息系统,2014,硕士.
[28]奚先,姚姚.二维弹性随机介质中的波场特征[J].石油地球物理勘探,2004,06:679-685+624-751.
[29]李丹,徐瑞永,孙昭宁,钟汝杰.渔业生态环境研究进展[J].中国农业科技导报,2015,01:153-159.
[30]贾文飞.针刺配合正天丸治疗紧张型头痛的临床研究[D].黑龙江中医药大学,中医学(专业学位),2013,硕士.
[31]杨光.D大学教师绩效考核体系研究[D].燕山大学,工业工程,2014,硕士.
[32]王静波.深圳联翔公司信息系统优化研究[D].兰州大学,工商管理(专业学位),2013,硕士.
[33]郭杨.资生通脉汤加减治疗气滞血瘀型月经过少的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医妇科学(专业学位),2014,硕士.
[34]廖敏.清热散瘀解毒方对非感染性大鼠血清内生致热源的影响[D].湖南中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[35]郑莹斌.有监督的视觉特征提取算法研究[D].复旦大学,计算机应用技术,2013,博士.
[36]张维卫.GITR在常见恶性肿瘤中的表达及其临床病理相关性的研究[D].复旦大学,肿瘤学,2012,硕士.
[37]罗曼.中俄贸易企业跨文化沟通研究[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2013,硕士.
[38]陈根庭.识别磺酸类化合物的超分子探针研究[D].广东工业大学,化学工程(专业学位),2013,硕士.
[39]谭静蓉.论我国环境犯罪的立法缺陷和完善[D].湖南师范大学,刑法学,2014,硕士.
[40]李爱玲,沈宪章,李豫州.数据挖掘在财务预测中的应用[J].安阳师范学院学报,2005,02:129-131.
[41]王娜.~(99)Tc~m标记EGFR mRNA反义肽核酸荷瘤卵巢癌基因显像的研究[D].河北医科大学,影像医学与核医学,2013,硕士.
[42]刘长发,吴贵儒,马菊仙.电子束成象的研究[J].自动化学报,1983,03:233-236.
[43]张良苗,陆文聪,刘旭,陈念贻,姚莉秀.若干电解质浓溶液活度系数估算的支持向量回归算法[J].计算机与应用化学,2003,06:745-749.
[44]邸宏霆.晚清中日商约与双边经贸关系研究[D].湖南师范大学,中国近现代史,2014,硕士.
[45]许沁.隐马尔可夫模型可更新EM算法的推广及应用[D].复旦大学,概率论与数理统计,2012,硕士.
[46]秦静.公共图书馆社会责任的内涵及评价体系研究[D].安徽大学,图书馆学,2013,硕士.
[47]赵雪英.原油含水率测试技术及装置的研究[D].沈阳工业大学,检测技术与自动化装置,2003,硕士.
[48]曾永乐.基于全寿命周期的工程项目管理复杂性分析与评估[D].南京大学,工业工程(专业学位),2013,硕士.
[49]党璇.人教版高中语文教科书戏剧单元练习系统研究[D].华东师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[50]李求银.汽车导航信息共享系统研究及应用[D].沈阳工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.

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