论文部分内容阅读
本研究以一个由EMS诱变产生的大豆根瘤数目减少突变体lnn(less number ofnodules)及其野生型亲本WT(wild type)为材料,分别在田间足氮栽培和温室低氮水培条件下统计分析该突变体的根瘤及相关表型变异及其与野生型之间的差异;并在温室水培条件下研究分析5种外源激素(IAA、6-BA、GA3、ABA和ACC)和不同浓度(0、25.4、254、2540μM)硝态氮的处理对lnn和WT的根瘤及相关表型的影响程度及其差异;同时对关键激素应答基因及根瘤发生早期应答基因的转录表达情况进行分析。研究结果表明:1)在田间足氮栽培(成熟期)和温室低氮水培(未侵染/侵染后28天)条件下,lnn的单株平均根瘤数比WT分别减少77.2%和52.3%,而平均根瘤直径分别增加0.68cm和0.02cm,而且伴有侧根增多、植株矮小、叶色由前期浅黄至中后期变为浅绿、瘪荚增多、种子变小以及种子蛋白含量降低等变异表型。2)与WT相比,lnn的根瘤及相关表型对6-BA处理反应的敏感性明显降低;lnn的营养生长对GA3反应的敏感性也降低,而在结瘤方面却对GA3处理表现出超敏感性。3)6-BA处理后,细胞分裂素应答基因GmRR4在lnn中的表达量低于WT,可能是由于细胞分裂素受体基因GmHK1-1及GmHK1-2的转录水平明显降低所致,导致lnn对细胞分裂素反应的敏感性降低。4)GA3处理使赤霉素应答基因GmGAI1的表达量在WT中明显降低,在根瘤菌侵染条件下,GmGAI1在lnn中表达量的降低比WT更明显,这可能是lnn在结瘤方面对赤霉素反应敏感性提高的原因,赤霉素对lnn营养生长的表型抑制可能是因其根瘤数显著减少引起的。5)IAA和6-BA(低浓度)处理后该突变体及其野生型的根瘤数目均增多,而6-BA(高浓度)、GA3、ABA和ACC处理后二者根瘤数目均有不同程度的减少。6)本研究所用的温室控制低氮水培实验体系可以模拟田间足氮栽培条件来研究大豆根瘤发生机制。
本研究结果可为进一步深入研究根瘤发生与相关激素调控机理提供线索,对研究大豆根瘤发育和共生固氮的分子调控机理具有参考价值。