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根际促生菌Tsukamurella tyrosinosolvens P9提高花生抗旱性的分子机理研究

批准号:
32060028
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
韩丽珍
依托单位:
学科分类:
微生物与环境互作
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
韩丽珍

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
植物生长过程常遭遇逆境胁迫,花生种植受干旱影响大。根际促生菌可提高植物抗旱性,但迄今未有稀有放线菌-束村氏菌属(Tsukamurella sp.)的抗逆促生报道。项目前期已从茶树根际分离到Tsukamurella tyrosinosolvens P9,菌株接种可显著提高花生幼苗的抗旱性,但调控机制未知。本项目拟构建“菌株-花生”共培互作体系,分析PEG胁迫时P9菌株发挥抗逆促生功能的关键基因、过表达及接种试验以鉴定基因功能,转录组分析菌株接种的花生对干旱胁迫的响应机制;动态追踪菌株对水亏缺及复水处理花生抗旱性、生长发育及根际微生态的影响;结合微生物学、植物生理学及分子生物学等多学科技术、从生理生态功能、基因表达、信号传导及代谢途径综合解析P9菌株提高花生抗旱性的机理。项目是对已有研究的进一步深入和延续,不仅可拓展束村氏菌属的生态学功能,还可补充和丰富PGPR对植物抗逆性的多样化调控机制。
英文摘要
The plant suffers various adverse environmental stresses in its life cycle. Drought has much effect on the groundnut cultivation. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) could improve drought resistance of plant. However, Tsukamurella sp. has not been reported characteristics of stress resistance and growth promoting on plants up to now. In our previous study, Tsukamurella tyrosinosolvens P9 strain, isolated from tea rhizosphere, was found to enhance obviously drought resistance of peanut seedling, but the mechanism has been unknown. In this study,“P9 strain-Peanut seedling”co-culture system was constructed, the key stress-resistant genes of P9 strain should be screened under PEG treated condition, gene function be identified by overexpression and inoculation on peanut. And the drought response mechanism of peanut, treated with P9 strain, were analyzed using RNA-Seq. Influence on drought-resistance and growth of peanut, and rhizosphere microecology were studied dynamically after water deficit and rehydration. In total, combining with microbiological, plant physiological and molecular biological means, drought-resistant mechanism of peanut inoculated with Tsukamurella tyrosinosolvens P9 should be illuminated from the aspects of physiological and ecological function, gene expression, signal transduction and metabolic pathways. This study should deepen and continue our previous research further. And the result should not only expand ecological function of Tsukamurella sp., but also complement and enrich diversified regulatory mechanism of PGPR on improving stress-resistance of plant.
植物生长过程常遭遇逆境胁迫,花生种植受干旱影响大。PGPR可提高植物抗旱性,但迄今未有稀有放线菌-束村氏菌属的抗逆促生报道。为了解析耐酪氨酸束村氏菌提高花生抗旱性的机制,本项目构建了PEG6000胁迫下“Tsukamurella tyrosinosolvens P9菌株-花生幼苗”共培体系进行互作研究、筛选了P9菌株抗逆促生的关键基因分析其功能,利用盆栽实验动态追踪了P9菌株接种对水亏缺及复水花生生长发育、旱后花生成熟期荚果品质及产量的影响。结果表明,在干旱胁迫下,与P9菌株的共培,诱导了花生抗逆信号通路的表达,抗渗透活性物质的增加及生长抗逆激素含量的提高,幼苗的氧化应激水平及活性氧损伤降低,促进了幼苗在PEG胁迫下的生长。与花生的共培,提高了PEG胁迫下P9菌株运输营养物质的能力及产生铁载体、分泌有机酸等生物活性物质的产生,促进了P9菌株的生长繁殖及促生特性的发挥。确定了P9菌株抗逆促生的关键基因--铁载体合成关键基因entC(异分支酸合成酶基因)及运输基因fepB(铁载体转运周质结合蛋白基因),发现2个基因的表达提高了该菌株的铁载体合成运输能力及Fe3+利用效率,促进了低铁时花生的根系发育、增强了植株的铁摄取及对干旱等逆境的抗性。结果还显示P9菌株不仅通过调控水亏缺及复水、成熟期花生根际土壤的微生物多样性而提高了植株的营养元素含量,还通过调节水亏缺时的叶片气孔发育、增强幼苗的光合作用及抗氧化等直接提高植株的抗旱性,接菌幼苗在复水后的碳固定及叶绿素代谢等过程更强、旱后恢复更快、长势更好,栽培至成熟期的花生根系发育更优、荚果的产量及品质更高。项目清晰地阐明了耐酪氨酸束村氏菌增强花生抗旱性的分子机制,解析了P9菌株铁载体合成运输基因的功能及在增强花生抗逆性方面发挥的作用。研究结果不仅补充了PGPR对植物抗逆能力的多样化调控机制,而且还深入解析了束村氏菌属的生态学功能、拓展了该属菌株在根际促生方面的应用潜力。
促生菌Burkholderia pyrrocinia P10的镉抗性及影响花生累积镉的机制研究
  • 批准号:
    32360027
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    韩丽珍
  • 依托单位:
PGPR菌株Tsukamurella sp. P9、Burkholderia sp. P10与花生互作机制的比较研究
  • 批准号:
    31760030
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    韩丽珍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金