CN115885720A - 一种利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法。本发明方法使用浓度为152μg/ml的苯氧乙酸溶液处理幼苗，可以有效地促进慢生型根瘤菌USDA110对豆科植物幼苗根毛的侵染，产生更多的侵染线，同时使根瘤数目显著增加。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法。
背景技术
氮是植物生长发育所必需的主要营养元素之一，然而自然界中大量的氮气无法直接被植物吸收利用。豆科植物可以与根瘤菌共生形成一种新型的特殊器官-根瘤，将大气中氮气还原可供植物吸收利用的氨态氮，从而维持其在土壤氮素缺乏情况下的正常生长发育。因此这种豆科植物与根瘤菌形成的共生体系具有非常重要的农业应用价值和环保价值。
众所周知，豆科植物分泌的混合物是影响根瘤菌在宿主根系结瘤的信号物质。在豆科植物中与根瘤菌共生体之间交换的第一个信号是植物产生的类黄酮化合物，其诱导细菌nod基因，产生和分泌结瘤因子，然后植物通过根表皮处的受体激酶感知这些结瘤因子，从而激活共生反应，导致根瘤形成。在诱导结瘤因子产生的过程中，类黄酮可以作为细菌的生长激活剂和趋化信号物质，诱导根瘤菌type Ⅲ分泌机制，引发根瘤菌的快速增殖。此外，一些非类黄酮物质，如甜菜碱，山酮素，茉莉酸以及酚类物质都已被证实对根瘤菌中的nod基因都有诱导效果，促进豆科植物结瘤过程。遗憾的是，根瘤菌对这些根系分泌信号物质的识别响应和兼容性机制仍然没有被了解。这也影响了根瘤菌在增加豆科植物产量方面的应用。因此，研究根系分泌物促进大豆共生结瘤的分子机制，开发绿色环保的促进根瘤菌生长的新型化合物，对于提高豆科植物产量，实现减肥增效、发展绿色农业具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是寻找能够促进豆科植物结瘤的根系分泌物，开发新型化合物促进豆科植物结瘤来提高豆科植物产量。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法：幼苗生长至七天后，接种根瘤菌菌悬液，4小时候后用苯氧乙酸溶液处理。
进一步地，苯氧乙酸溶液的浓度为 152 μg/ml。
进一步地，根瘤菌为慢生型大豆根瘤菌B.diazoefficiens USDA110。
进一步地，根瘤菌菌悬液的浓度为 OD＝0.08。
进一步地，苯氧乙酸溶液处理每周两次，共六次。
本发明所使用的苯氧乙酸，能够促进根瘤菌侵染豆科植物根毛，提高根瘤数目，明显增强结瘤效果。
附图说明
图1. 不同浓度苯氧乙酸处理大豆接种根瘤菌21天后的根瘤表型统计图；
图2. 152 μg/ml浓度苯氧乙酸处理大豆接种根瘤菌21天后的根瘤表型结果图；
图3. 152 μg/ml浓度苯氧乙酸处理大豆接种根瘤菌5天后的侵染线表型结果图；
其中，A：利用152 μg/ml浓度苯氧乙酸处理大豆幼苗，观察的侵染线表型；
B：利用152 μg/ml浓度苯氧乙酸处理大豆幼苗，观察的侵染线数目结果统计图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
大豆植株与根瘤菌形成根瘤主要经历两个过程，一是根瘤菌侵染形成侵染线，二是根瘤发生发育和成熟，为了检测苯氧乙酸对大豆根瘤形成的两个过程的影响，本申请人通过以下实施例进行观察。
实施例1、苯氧乙酸促进大豆根瘤数目的实验研究，按以下步骤进行：
(1)将大豆种子用氯气消毒，播种于32孔托盘，待大豆萌发后，选取长势一致的大豆移栽至花盆中。
(2)生长至七天后，接种慢生型大豆根瘤菌B.diazoefficiens USDA110 菌悬液(OD ＝0.08)。
(3)将苯氧乙酸溶于水中，分别配置15.2 ug/ml,152 ug/ml, 760 ug/ml,1.52mg/ml浓度的苯氧乙酸溶液；接种根瘤菌4小时后，将不同浓度的苯氧乙酸溶液均匀外源施加50 ml于花盆中，每周两次，共六次。
(4)接种根瘤菌21天后，统计和观察大豆根瘤表型。
结果如图1～2所示，与对照相比，低浓度苯氧乙酸处理后能促进大豆根瘤数目，尤其是在152 μg/ml浓度时，大豆根瘤数目显著增加，这说明该浓度的苯氧乙酸溶液能够促进大豆结瘤，生成更多的根瘤。
其中，大豆的消毒灭菌方法为：
(1)挑选成熟饱满、无病斑、种皮无破裂、无硬实的大豆种子，单层排列在培养皿中。
将培养皿放入干燥器中；
(2)向干燥器中间的玻璃烧杯依次加入75 ml商用漂白水(立白)，3 ml HCl，沿着杯壁缓缓加入；
(3)立即盖上干燥器的盖子，保证器皿密封好，静置过夜(10～16小时)；
(4)灭菌完成后，先将培养皿加盖，然后从干燥器内转移到无菌超净台上，打开培养皿的盖子，强风吹25～40分钟以除去培养皿内的残留氯气。
慢生型大豆根瘤菌B.diazoefficiens USDA110具体培养方法：
(1)以1：1000的比例在MGA液体培养基中加入根瘤菌菌液，28℃、200r/min培养12小时；
(2)挑取菌体于无菌水中吹打重悬，使菌体充分重悬于无菌水中，测菌液的OD值，并用无菌水稀释至OD值为0.08。
表1 MGA液体培养基成分
实施例2、苯氧乙酸促进大豆根瘤侵染的实验研究，按以下步骤进行：
(1)、将带有GUS标签的慢生型大豆根瘤菌B.diazoefficiens USDA110接种到含有卡纳抗生素的MGA液体培养基中，放入28℃、200r/min的摇床中培养24～36小时；
(2)、选取生长七天长势一致的大豆幼苗，外源施加稀释至OD＝0.08的带有GUS标签的根瘤菌菌悬液；
(3)、稀释苯氧乙酸至152 ug/ml，于根瘤菌侵染4小时以后施加在大豆幼苗根部；
(4)、侵染5天后剪下幼嫩的根进行GUS染色，显微镜下观察，统计侵染线数目。
结果如图3所示，与对照相比，苯氧乙酸处理后，视野内侵染线数目显著增多，这说明苯氧乙酸能够促进根瘤菌对大豆根毛的侵染，形成更多的侵染线。
其中，GUS染色的具体方法为：
(1)将准备好的材料切成小块，浸泡在GUS 染液中，于37℃避光培养过夜；
(2)吸出染色液，加入70％乙醇脱色，更换几次至脱色完全；
(3)显微镜观察拍照。
Claims (5)
1.一种利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法，其特征在于：幼苗生长至七天后，接种根瘤菌菌悬液，4小时候后用苯氧乙酸溶液处理。
2.根据权利要求1所述的利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法，其特征在于：苯氧乙酸溶液的浓度为152μg/ml。
3.根据权利要求1所述的利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法，其特征在于：根瘤菌为慢生型根瘤菌B.diazoefficiens USDA110。
4.根据权利要求1所述的利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法，其特征在于：根瘤菌菌悬液的浓度为OD＝0.08。
5.根据权利要求1所述的利用苯氧乙酸促进豆科植物结瘤的方法，其特征在于：苯氧乙酸溶液处理每周两次，共六次。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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