丛枝菌根真菌的钙调素基因在共生过程中的作用

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1、丛枝菌根真菌的钙调素基因在共生过程中的作用　　摘要：通过对丛枝菌根真菌（Glomusintraradices）中分离得到的钙调素基因序列进行分析，并利用实时荧光定量PCR（RealtimePCR）研究该基因在共生体形成早期不同时间段的差异表达，以及在菌根共生体形成后，经胁迫处理，观察钙调素基因的表达量变化。荧光定量PCR结果表明，丛枝菌根真菌在与植物的共生过程中，存在钙离子激增现象，表明钙调素基因在共生早期的钙离子信号转导方面具有调控作用，而且在菌根真菌共生早期的菌丝生长过程中钙调素的调控作用可能与肌球蛋白的辅助有关。　　关键词：丛

2、枝菌根真菌（Glomusintraradices）；钙调素基因；实时荧光定量PCR；菌丝生长　　中图分类号：Q938.1；Q343.3+6文献标识码：A文章编号：0439-8114（2014）13-3177-06　　TheRolesofCalmodulinGeneofGlomusintraradicesinSymbiosisProcess　　XIONGShan-shan，ZHAOBin　　（KeylaboratoryofAgriculturalMicrobiology/CollegeofLifeScienceandTechnolog

3、y，HuazhongAgriculturalUniversity，Wuhan430070，China）　　Abstract：Thedifferentialexpressionofcalmodulingene14obtainedfromRhizophagusirregularis（Glomusintraradices）indifferentsymbiosisstageswasstudiedwithrealtimePCR.Thechangesofcalmodulingeneexpressionwereobservedbyforcingt

4、reatmentsaftertheformationofmycorrhizalsymbionts.TheresultsshowedthatcalmodulingenehadsurgephenomenonduringtheprocessofsymbiosisbetweenRhizophagusirregularisandtheplant.Thecalmodulingeneregulatedsignaltransductionintheearlysymbioticofcalcium.Thecalmodulingenewasrapidly

5、detectedintheenvironmentstressandtriggeredaseriesofcascadereactionrelatedwithmyosin.　　Keywords：（Glomusintraradices）；calmodulingene；realtimePCR；hyphagrowth　　丛枝菌根真菌（Glomusintraradices）（AMF）是球囊菌门类真菌，定居于土壤中。90%以上的陆生植物的根系可与土壤中的真菌相互作用，其中大部分会与AMF建立内共生关系[1]。植物与AMF共生通过资源的传递来克服生

6、物及非生物对自身的侵害[2]。宿主植物的根段在与AMF未直接接触的情况下就已经有了相互作用，植物的根分泌物中含有信号分子，可以诱导AMF菌丝生长及分支[3]。这些由寄主植物释放的特异性根分泌物质与非寄生植物分泌的物质不同，包含许多宿主信号物质，包括类黄酮（Flavonoids）和独脚金内酯（Strigolactones）[4]。　　菌根真菌和植物都存在钙离子的激增（Ca2+14oscillations）现象，它是共生双方发生相互作用的标志。在共生早期AMF会释放一种信号因子与植物根分泌物中的信号物质相呼应，使钙离子浓度发生变化，从而

7、引发一系列的级联反应[1]。然而，最先研究证明钙离子作为菌根信号传递物质的是在苜蓿植株的根毛中[1]。AMF的钙调素（Calmodulin，CaM）会接收钙离子的信号，从而激活下游共生基因的转录。但是其中的信号转导途径还有待研究。构巢曲霉中的CaM会沿着肌动蛋白丝聚集到菌丝顶端进行定位生长，这可能是在一种动力蛋白的帮助下完成的[5]，最近的研究报导动力蛋白中的一员肌球蛋白马达（Myosinmotor），其重链上的异亮氨酸-谷氨酰胺结构（IQmotif）可以与结合了钙离子的钙调素结合，而菌根真菌中也发现存在动力蛋白typeⅠmyosi

8、n，它可能也参与了菌丝定位生长中CaM的调控作用[6]。　　在污染的土壤中也有菌根存在，目前的研究认为接种AMF后可促进植物的生长，提高植株的生物量，对植株体内的有害物质起到稀释作用，从而缓解其毒害作用[7]。但是AMF是如何提高植物