番茄菌根中糖转运蛋白LeST3的调控机制研究

菌根是植物适应贫瘠土壤的重要机制之一。菌根中糖转运蛋白担负着糖分从植物转运到菌体的重要任务。我们已确定了番茄中有三个可能的糖转运蛋白基因表达受菌根菌强烈调节，其中之一LeST3的表达与菌根菌种类有关。本申请拟进一步研究该基因的调控机制。首先利用酵母异源表达系统确定LeST3的糖转运特性；用其本身启动子+编码区+报告基因的转化株和组织原位杂交技术检测LeST3的时空表达模式和组织细胞特异性，研究其在不同菌根菌侵染番茄中的表达调控特征；再利用已有突变体研究LeST3基因与菌根磷酸盐转运蛋白/菌根形成之间的调控关系；最后通过PCR、转基因技术确定响应不同菌根菌侵染的LeST3启动子中含有顺式作用元件的功能片段。为全面揭示丛枝菌根共生双方物质交换分子机制提供理论依据。

丛枝菌根是陆生植物根系与真菌形成的互惠共生体，其主要功能之一是通过菌丝网络吸收土壤中磷等矿质养分。丛枝菌根形成过程的复杂性决定了菌根真菌与宿主植物之间需要进行持续的信号交流，而植物激素作为信号分子已被证明在植物生长发育的各个阶段都起着重要的作用。生长素作为最先发现的植物激素,在植物的整个生长发育过程中都发挥着关键性的作用。它通过调控一些基因的表达参与调控植物根部形成、顶端优势、衰老及逆境胁迫适应等生理过程。我们通过半定量与定量PCR鉴定了番茄中GH3受生长素诱导的第二亚家族受菌根诱导的情况。并发现了一个受菌根诱导表达很强的SlGH3.4。该基因的表达随着菌根的形成密切偶联。我们构建了该基因的超强表达载体，组织定位载体。并获得了烟草超表达的T0代苗。. 利用发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes诱导樱桃番茄Micro-Tom产生毛状根，并在此基础上成功建立了丛枝菌根（AM）真菌根内球囊霉Glomus intraradices 与转移Ri T-DNA番茄离体毛状根的双重培养体系。利用高效液相色谱分离并收集樱桃番茄Micro-Tom野生型根系分泌物中与菌根侵染突变体（Myc-）M161关键的差异物质，再将其回补到双重培养体系中，观察比较差异物质的加入对AM真菌侵染突变体M161的影响。其结果已在《菌物学报》和Plos One刊物上发表。