AM真菌共生系统中菌丝运转氮素精氨酸的代谢调节机制

AM真菌与80%以上的陆地植物有共生关系，依赖寄主植物获得碳源而提供给寄主各种矿物质。其中氮是AM真菌从土壤吸收并提供给寄主的重要营养元素。最新研究发现AM真菌能吸收多种不同的氮源，吸收的氮在根外菌丝体内大多用于合成精氨酸并运转到根内菌丝，以氨的形式释放，再传递至寄主植物。但是各种不同营养条件下AM真菌对不同氮源的吸收速率是不同的，这样作为氮素精氨酸的代谢和运转过程是如何受不同氮源和其他营养因子的影响和调控是至今也不清楚的。所以，利用Ri T-DNA carrot root 和AM真菌双重培养系统研究AM真菌在不同生化代谢因子（不同氮源、寄主C和菌丝中多聚磷酸盐水平）下对氮的吸收、氮素精氨酸代谢运转及其储存的影响，将进一步阐明精氨酸在AM真菌共生系统中N的代谢运转及其储存中的作用，对开发利用AM真菌生产新一代生物氮肥菌剂具有非常重要的理论研究和现实经济价值。

AM真菌与80%以上的陆地植物有共生关系，依赖寄主植物获得碳源而提供给寄主N,P及其它矿物质。其中氮是AM真菌从土壤吸收并提供给寄主的重要营养元素。最新研究发现AM真菌能吸收多种不同的氮源，吸收的氮在根外菌丝体内大多用于合成精氨酸并运转到根内菌丝，以氨的形式释放，再传递至寄主植物。但是各种不同营养条件下AM真菌对不同氮源的吸收速率是不同的，这样作为氮素精氨酸的代谢和运转过程是如何受不同氮源和其他营养因子的影响和调控是至今也不清楚的。所以，利用Ri T-DNA carrot root 和AM真菌双重培养系统研究AM真菌在不同生化代谢因子（不同氮源、寄主C和磷酸盐水平）下对氮的吸收、氮素精氨酸代谢运转及其储存的影响，有利于揭示精氨酸在AM真菌作为生物肥料的作用。研究结果如下：1.研究发现AM 真菌的根外菌丝可以吸收同化不同的无机氮( NO3- 、NH4+) 和有机氮( 尿素、精氨酸和谷氨酰胺) ，并且吸收的氮主要整合入精氨酸( Arg) 中。但是Gln 被吸收同化最少，其次是Arg，无机氮源最易被吸收同化，尤其是铵盐和尿素为氮源时，i菌根组织中的氨基酸，以无机氮为氮源时，其15N 丰度高于有机氮标记后的丰度，尤其以15N-Gln 标记于根外菌丝时的菌根组织的精氨酸15N 丰度最低。生成的精氨酸被15 N 标记最高。在含15 N 尿素培养基中培养后得到同样的结果。但是吸收NO3-慢于铵盐和尿素。此外， AM 真菌根外菌丝还可以吸收氨基酸、多肽和蛋白质。2.在无机氮硝酸盐和铵盐共存时，AM 真菌根外菌丝以15NH4NO3为氮源时优先利用15NH4+ ，于是氨基酸皆被15N 标记; 而以NH415NO3为氮源时，氨基酸几乎未被15N 标记。所以，铵盐是AM 真菌较硝酸盐易吸收的氮源。3.在土壤环境下，菌丝室施加根浸出液使Arg含量比对照组平均下降了47.62 % 。 添加根浸出液使菌根中Arg含量比对照组平均下降了31.47 %。4.采用不同光照来控制寄主供给AM真菌C流不同，13200Lux光照下，不同外源氮对ERM中精氨酸含量的影响为Arg>Gln>Urea>NH4NO3，对菌根中精氨酸含量的影响为Gln>Arg>Urea>NH4NO3。在相同N处理下，表现为17600Lux>13200Lux>4800Lux。5.在不同磷浓度下菌根精氨酸含量在低磷（P30）浓度下最高。