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丛枝菌根通过调节碳磷代谢相关基因的表达增强植物对低磷胁迫的适应性
徐丽娇, 姜雪莲, 郝志鹏, 李涛, 吴照祥, 陈保冬
植物生态学报    2017, 41 (8): 815-825.   DOI: 10.17521/cjpe.2017.0018
摘要   (2032 HTML170 PDF(pc) (2693KB)(1388)  

丛枝菌根(AM)共生体系对于植物适应低磷胁迫具有重要作用。AM不仅直接调节宿主植物对低磷胁迫的响应, 还可能通过分泌物影响相邻的非菌根植物。该研究采用分室培养系统, 以玉米(Zea mays)和AM真菌Rhizophagus irregularis为试验材料, 考察低磷(10 mg·kg-1)和高磷(100 mg·kg-1)条件下, 菌根共生体系对植物生长、磷营养以及碳磷代谢相关基因表达的影响, 以揭示AM调节植物低磷胁迫响应的生理机制。分室培养系统由0.45 μm微孔滤膜分隔成供体室、缓冲室和受体室3个分室, 以供体室菌根化植物为AM分泌物来源, 通过微孔膜阻止菌根真菌对未接种受体植物的直接影响, 但允许AM分泌物在分室间的扩散。采用实时荧光定量PCR技术分析玉米以及AM真菌自身碳磷代谢相关基因的表达情况。试验结果表明, 低磷条件下接种AM真菌显著提高了供体植物干质量和磷浓度, 上调了玉米碳磷代谢相关基因的表达。AM真菌磷转运蛋白基因和碳代谢相关基因在低磷条件下的表达水平显著高于高磷水平; 对于受体植物而言, 仅高磷处理显著提高了玉米植株干质量和磷含量, 而接种处理显著上调了受体植物磷转运蛋白基因和碳代谢相关基因的表达水平。该研究表明, 低磷胁迫下AM可能通过分泌物调控植物碳磷代谢相关基因的表达, 进而调节植物对低磷胁迫的生理响应。



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图1 分室培养系统示意图。以0.45 μm微孔滤膜区隔不同分室。AM和NM分别代表供体植物接种AM真菌和不接种对照处理。 处理分为高磷和低磷(10 mg?kg-1和100 mg?kg-1)两个水平, 每个处理三个重复(n = 3)。
正文中引用本图/表的段落
Fig. 1   Diagram of the compartment cultivation system. Different compartments were separated by microporous filter with pore size of 0.45 μm. AM and NM represent inoculation of donor plants with AM fungus and the non-mycorrhizal control respectively. There are two phosphorus levels (10 mg?kg-1 and 100 mg?kg-1), and three replications for each treatment (n = 3).
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