凝集素在PGPR與棉花相互識(shí)別過(guò)程中作用的研究.pdf

1、植物凝集素對(duì)植物根及植物根際促生細(xì)菌菌株的胞外多糖均具有凝集作用，在植物根際促生細(xì)菌與植物根部相互識(shí)別過(guò)程中具有重要作用。本研究設(shè)計(jì)系列實(shí)驗(yàn)，探索棉花凝集素在棉花-棉花根際促生細(xì)菌相互作用過(guò)程中的作用。
　　 采用無(wú)水乙醚和丙酮脫脂、磷酸鹽緩沖液（PBS）抽提、硫酸銨鹽析、DEAE-52親和層析的方法分離純化棉花凝集素，從棉籽中純化的棉花凝集素血凝活性效價(jià)為26，產(chǎn)率為0.15 mg/g。糖結(jié)合試驗(yàn)表明棉花凝集素的血凝集活性可以

2、部分地被D-半乳糖、D-葡萄糖抑制。為檢測(cè)棉花凝集素與不同來(lái)源的根際細(xì)菌的親和性識(shí)別作用，用Marshall法對(duì)純化的棉花凝集素進(jìn)行異硫氰酸熒光素（FITC）標(biāo)記，用標(biāo)記的棉花凝集素對(duì)小麥、水稻和棉花根際細(xì)菌染色，發(fā)現(xiàn)不同來(lái)源根際細(xì)菌與FITC標(biāo)記的棉花凝集素的陽(yáng)性結(jié)合率不同，55株棉花根際細(xì)菌中53株可以與棉花凝集素反應(yīng)，陽(yáng)性染色率達(dá)96％；24株水稻根際細(xì)菌中只有3株被染色，陽(yáng)性率13％；24株小麥根際細(xì)菌只有6株與棉花凝集素反應(yīng)，

3、陽(yáng)性率25％。棉花凝集素對(duì)不同作物的根際微生物存在識(shí)別差異性。表明棉花凝集素對(duì)不同的根際細(xì)菌具有不同的特異性識(shí)別作用。棉花凝集素的凝血活性可被與棉花凝集素有親和性的棉花根際促生細(xì)菌的胞外多糖所抑制，說(shuō)明棉花凝集素上有PGPR的胞外多糖受體，細(xì)菌胞外多糖參與PGPR與棉花的識(shí)別過(guò)程，推測(cè)棉花凝集素可能影響棉花根際促生細(xì)菌在棉花根際的定殖。
　　 細(xì)菌穩(wěn)定吸附到棉花根部是PGPR在植物根部成功定殖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。將芽胞桿菌Bacillu

4、s sp．K2116菌株和棉花幼根共培養(yǎng)，研究了細(xì)菌對(duì)棉花根的附著、吸附動(dòng)力學(xué)及等溫吸附。穩(wěn)定吸附發(fā)生在K2116菌株與小麥幼根接觸的瞬間，20min時(shí)，吸附量達(dá)到4.206×105CFU/g，在吸附的前60min內(nèi)，吸附量呈線性增加（y=0.005x+6.3267（R2=0.9213），以后逐漸達(dá)到最大值，增加到5.145×106CFU/g。K2116的吸附規(guī)律符合Langmuir吸附等溫方程。
　　 本研究采用多種方法研究了

5、各種環(huán)境條件對(duì)吸附的影響。溫度對(duì)吸附的有一定影響。震蕩可使吸附提前達(dá)到平衡，但吸附量并不明顯增加。菌體濃度對(duì)吸附過(guò)程有影響，在一定范圍內(nèi)濃度越大，吸附細(xì)胞越多。雖然吸附體系中可吸附的細(xì)胞增加，但吸附基質(zhì)（植物根表）表面活性中心數(shù)目不變，所以當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到一定范圍后吸附量不再增加。
　　 外源凝集素對(duì)吸附也有一定影響，將棉花幼根用棉花凝集素（0.15mg/ml）處理后，根部吸附的細(xì)菌比對(duì)照明顯增加。
　　 用傳統(tǒng)方法觀察細(xì)

6、菌在棉花根部的定殖，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，準(zhǔn)確度不高，難以觀察到細(xì)菌在根部的具體定殖部位。本研究以EUB338-cy3為探針，應(yīng)用FISH技術(shù)監(jiān)測(cè)K2116在無(wú)菌培養(yǎng)的棉花根表的分布，清晰地觀察到大量菌體吸附到棉花根毛和根表，且沿根表細(xì)胞間隔縱向分布。
　　 棉花凝集素上有糖結(jié)合位點(diǎn)，能夠識(shí)別棉花根表和細(xì)菌表面的多糖，均可與二者發(fā)生反應(yīng)，棉花凝集素可能是一種信號(hào)分子，促進(jìn)棉花-PGPR相互識(shí)別作用，介導(dǎo)細(xì)菌到棉花根部定殖，產(chǎn)生多種效應(yīng)，促