大豆根瘤菌与大豆品种共生匹配性研究

摘要

本文采用营养液水培法测定了不同来源的快生、慢生大豆根瘤菌与我国主要的大豆核心种质品种的共生结瘤固氮匹配组合，对在大豆品种绥农20表现匹配性显著差异的两株慢生大豆根瘤菌USDA110-A和2178进行了蛋白质组学初步分析，以探寻其共生匹配性差异的原因。本研究将为根瘤菌剂选用和大豆种质育种材料选择提供依据，实现共生体系高效共生固氮的目的。论文结果如下： 18株大豆根瘤菌和11个大豆品种进行结瘤匹配试验结果表明，不同的大豆根瘤菌菌株间结瘤固氮差异显著，快生大豆根瘤菌表现出比慢生大豆根瘤更严格的品种匹配性；菌株USDA110、USDA110-A、113-2、HH103具有较为广谱的共生结瘤特性；匹配性强的大豆品种有北京黑豆、商951099、郑92116。匹配组合中发现在与品种绥农20组合中，菌株USDA110-A与绥农20共生结瘤良好，而2178却不与该品种结瘤：这两个组合是研究根瘤菌与其寄主共生结瘤的机理的理想材料。 菌株USDA110-A、2178经绥农20大豆苷元处理后，其蛋白质组表达分析表明，USDA110-A有8个蛋白点发生上调，7个蛋白点发生下调；2178有5个蛋白点发生上调，7个蛋白点发生下调。进一步用MOLDI-TOF质谱鉴定的差异表达蛋白，除了蛋白点USDA110-A的12号蛋白，2178的1、3、5、11、18号蛋白外，其它20个蛋白点得到成功的鉴定，基本确定了14个蛋白质的功能，其余6个为未知功能的蛋白质。 在本研究鉴定的USDA110-A表达的上调蛋白中，DHDPS合成酶、磷酸化酶、糖基转移酶等至少3个蛋白与共生结瘤相关，并通过参与EPS的合成起作用；ABC类型的有机可溶物转运子(ABC-typeorganicsolventtransporter)是跨膜的转运蛋白，它通过上调表达改变结瘤因子的结构，增加结瘤因子向胞外分泌，提高根瘤菌的亲和匹配性。但在2178中未检测到以上与EPS合成相关蛋白的差异表达，也未检测到其它与结瘤共生相关的蛋白。根瘤菌菌株对大豆苷元引起响应的不同结果，是产生其与品种共生匹配性差异的原因之一。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略表

声明

第一章绪论

1.1生物固氮在农业中的意义

1.1.1生物固氮的概念

1.1.2生物固氮的重要意义

1.1.3生物固氮作用在农业生产中的应用

1.2我国大豆根瘤菌和大豆品种资源

1.2.1我国根瘤菌资源

1.2.2我国大豆品种资源

1.3根瘤菌与其宿主匹配性研究进展

1.3.1结瘤过程

1.3.2根瘤菌的结瘤因子

1.3.3结瘤基因

1.3.4胞外多糖

1.4根瘤菌蛋白质组研究进展

1.4.1蛋白质组学研究的意义和背景

1.4.2蛋白质组学研究内容及研究技术方法

1.4.3根瘤菌与宿主植物匹配性蛋白质组学研究进展

1.5本论文研究的研究目的与意义

1.6本论文研究的内容、方法和技术路线

1.6.1本论文研究的内容和方法

1.6.2本论文研究的技术路线

第二章大豆根瘤菌与大豆品种共生匹配组合测定

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法

2.1.3数据分析

2.2结果与分析

2.2.1大豆根瘤菌与大豆品种结瘤匹配性结果

2.2.2大豆根瘤菌与大豆品种共生结瘤的固氮酶活测定结果

2.2.3匹配差异性组合筛选

2.3讨论

2.4结论

第三章USDA110-A和2178菌株的蛋白质表达图谱分析

3.1材料与方法

3.1.1实验材料

3.1.2实验方法

3.1.3数据处理

3.2结果

3.2.1 USDA110-A、2178的生长曲线

3.2.2 USDA110-A、2178在不同生长期的蛋白表达谱分析

3.3分析与讨论

3.3.1生长曲线及表达谱

3.3.2蛋白样品的定量

3.3.3内标标准蛋白

3.3.4切胶和酶解

3.4结论

第四章大豆苷元处理菌株USDA110-A和2178的蛋白质组学分析

4.1材料和方法

4.1.1实验材料

4.1.2实验方法

4.1.3数据处理

4.2蛋白质表达图谱结果

4.2.1菌株USDA110-A和2178分别经大豆苷元处理后蛋白质表达图谱分析

4.2.2菌株USDA110-A和2178分别经大豆苷元处理后蛋白质差异表达

4.2.3差异蛋白的MALDI-TOF质谱鉴定

4.3分析与讨论

4.3.1 USDA110-A差异表达蛋白

4.3.2菌株2178差异表达蛋白

4.3.3菌株USDA110-A和2178差异蛋白的比较

4.4结论

第五章全文结论

5.1结论

5.2展望

参考文献

致 谢

作者简历