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大豆中发现的菌根定殖基因

来源:国际畜牧网 2020-01-10 18:35

 

伊利诺伊州乌尔巴纳-与大多数植物一样,大豆与土壤真菌以共生菌根关系配对。这种真菌可以交换一些糖,而它是根系的延伸,可以吸收比植物本身更多的磷,氮,微量营养素和水。

菌根真菌在土壤中自然存在,且市售的土壤接种剂,但是从伊利诺伊大学的新研究表明,并非所有的大豆基因型同一种方式响应其菌根关系。

“在我们的研究中,通过一个菌根物种定殖基因型间显着差异和11?70%,”米歇尔罗斯基,在作物科学在伊利诺伊系博士后研究员和共同作者在一项新的研究说,理论与应用遗传学。

为了达到这一发现,Pawlowski在装有常见菌根真菌孢子的盆中种植了350种不同基因型的大豆。六周后,她在显微镜下观察了根部,以评估定植水平。

“这是一场赌博,因为我们对大豆与菌根的关系了解不多,也不知道大豆基因型之间定植的差异是否会发生。因此,当我们筛选大豆基因型并发现差异时,很大的帮助。” Pawlowski说。“这意味着也有可能发现遗传差异。”

根殖民化的过程开始前,真菌孢子,即使在土壤中发芽。根系散发出化学物质,触发孢子发芽并向根生长。真菌接触后,植物中就会发生一系列复杂的反应,从而阻止了对入侵病原体的常规防御性攻击。取而代之的是,这种植物允许真菌进入根部并在其根部建立商店,在那里它会产生称为树丛的微小树状结构。这些是真菌和植物交换糖和营养素的地方。

研究表明,大豆根部定植率具有遗传成分。为了找到它,Pawlowski比较了350个基因型的基因组,并在与大豆定殖水平不同相关的六个基因组区域中进行了研究。

她说:“我们能够利用有关大豆基因组和基因表达的所有信息,在这六个区域内寻找可能的致病基因。”

根据这项研究,这些基因控制着化学信号和将真菌称为根的途径,使植物能够将菌根真菌识别为“好人”,有助于建立丛枝等等。“在殖民化过程的几乎每个步骤中,我们都在这些区域内发现了相关基因,”帕沃夫斯基说。

知道哪些基因控制根定居可以使育种者开发出对菌根真菌具有更高亲和力的大豆品种,这可能意味着提高的养分吸收,耐旱性和抗病性。

作物科学部植物病理学家,USDA-ARS的作物病理学家Glen Hartman说:“这种提高大豆产量的环保方法还可以帮助减少肥料和农药的过度使用,并促进更全面的作物生产系统。”(生物谷Bioon.com)

 

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