【摘 要】
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植物可通过自身的信号通路在根部和共生真菌、细菌建立胞内共生体系,这种共生体是陆地生态系统的重要组成部分。植物和丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）、根瘤菌（Rhizobium）建立的共生体系是陆地生态系统中分布最广泛、典型的共生体系。目前,关于AMF和根瘤菌单独与植物相互作用的研究较多,而关于二者共同存在时的相互作用研究较为匮乏,且已有的研究结果也因实验
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植物可通过自身的信号通路在根部和共生真菌、细菌建立胞内共生体系,这种共生体是陆地生态系统的重要组成部分。植物和丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）、根瘤菌（Rhizobium）建立的共生体系是陆地生态系统中分布最广泛、典型的共生体系。目前,关于AMF和根瘤菌单独与植物相互作用的研究较多,而关于二者共同存在时的相互作用研究较为匮乏,且已有的研究结果也因实验所采用的从枝菌根菌、根瘤菌和植物的不同而有所差异。丛枝菌根真菌共生体和根瘤菌共生体之间的关系依然存在许多未知的地方,需要更多关于共同接种下AMF和根瘤菌与植物相互作用机制的研究。为此,我们设计了相应的盆栽实验,以不接种（AM-R-）、单独接种豌豆根瘤菌（Rhizobium leguminosarum）（AM-R+）或扭形球囊霉（Glomus tortuosum）（AM+R-）以及共同接种豌豆根瘤菌和扭形球囊霉（AM+R+）的豌豆（Pisum sativum Linn.）为对象。以此探究AMF和根瘤菌互作对豌豆生长发育（生物量、产量、N含量、P含量、根系性状）的影响,期望回答:AMF和根瘤共同接种互作时,豌豆苗期和果熟期的结瘤、AMF侵染状况如何?豌豆的抗氧化系统,是如何响应AMF和根瘤菌作用?豌豆蛋白质组在互作下如何变化?通过AMF和根瘤菌对豌豆生物量、产量、根系性状、N含量、P含量、抗氧化系统以及蛋白质组测定和分析,主要结果如下:1、单独接种AMF后（AM+R-）,豌豆的总生物量（鲜重）提高了29.47%,鲜豌豆和干豌豆产量分别增加39.35%和50.24%;总P含量增加了119.39%,根、地上部及豌豆荚的P含量分别提高了47.51%、107.86%和176.20%。共同接种AMF和根瘤菌时（AM+R+）,豌豆的总生物量（鲜重）提高了44.54%,鲜豌豆和干豌豆产量分别增加51.18%和98.99%;P含量增加了118.53%,根、地上部及豌豆荚的P含量分别提高了34.94%、134.91%和174.49%。2、豌豆的根长、根表面积和根体积在所有实验处理下无明显变化,但是AM+R+处理下的豌豆根直径减少了24.11%。在共同接种AMF和根瘤菌（AM+R+）的情况下,豌豆在苗期和灌浆期的结瘤数都得到了显著增加,分别为439.30%和137.79%;但AMF侵染率却在苗期下降了50.95%,而灌浆期则无显著差异。3、不同处理下豌豆的抗氧化系统发生改变;在接种AMF（AM+R-,AM+R+）时豌豆叶CAT酶活性分别提高了47.54%和23.00%,叶POD酶活性分别下降了66.16%和19.64%;豌豆根CAT、POD酶活性无显著的变化。而与接种根瘤菌（AM-R+）的豌豆相比,根POD则分别下降了66.62%和60.45%。4、蛋白质组学的分析结果显示在接种AMF后,豌豆的碳代谢相关蛋白大部分下调,但是叶片中磷酸戊糖途径（尤其是非氧化步骤）、光呼吸和少量磷酸戊糖途径相关蛋白显著上调;同时过氧化物酶体、MAPK信号通路等相关蛋白的表达显著下调。本论文的研究表明,AMF能够提高豌豆的P含量、生物量、豌豆荚产量以及结瘤能力;且在与根瘤菌共同接种时,对豌豆产量的提升效果更好。AMF能够促进豌豆结瘤,但根瘤菌存在时,AMF的定殖在苗期显著减少。这种差异可能是由于在苗期,AMF主要通过共生信号的释放促进豌豆结瘤;在灌浆期,主要通过地下菌丝网络将根瘤菌富集到豌豆根际促进豌豆结瘤所导致的。接种AMF后,POD酶活性降低了,而CAT酶活性却提高;这表明豌豆对H2O2的清除方法可能发生改变,接种AMF后豌豆主要利用CAT酶清除H2O2。
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