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为了进一步丰富豆科植物-根瘤菌共生固氮的分子机理,本论文利用LjPAL1干涉和超表达转基因株系材料,详细分析了防卫相关基因LjPAL1在百脉根结瘤中的作用。研究结果如下: 1.LjPAL1的表达变化影响植株内苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanineammonia-lyase,PAL,EC4.3.1.5)的活性、木质素含量和内源SA(salicylic acid)含量及其相关防卫基因的表达。因此推测LjPAL1可能参与细胞壁形成和调控内源SA及其信号途径。 2.转基因株系的生长发育表型观察结果显示,LjPAL1表达升高能改变根的形态结构,使根部薄壁细胞增大且细胞壁增厚。结瘤表型分析结果表明,降低或升高LjPAL1的表达均影响侵染线数量,侵染早期的根瘤数目和固氮酶活性以及早期结瘤相关基因的表达。透射电镜观察结果则显示,LjPAL1的表达变化不影响根瘤内类菌体的形态结构,但影响根瘤皮层细胞壁厚度。根据这些研究结果推测LjPAL1影响根和根瘤的结构,并在百脉根结瘤的早期发挥作用。 3.LjPAL受MeJA(methyl jasmonate)诱导表达。外源MeJA处理诱导LjPAL1干涉株系中其他同源基因表达,且能部分恢复干涉株系的结瘤表型。推测JA(jasmonic acid)处于苯丙烷代谢途径上游,可以通过调控PAL基因的表达来影响百脉根结瘤。 因此,LjPAL1可能通过影响细胞壁的形成来参与调控百脉根早期结瘤并影响根及根瘤的结构;而且LjPAL1还通过参与调控SA-依赖的信号途径影响根瘤的形成。此研究结果将为揭示植物内部免疫在共生固氮的机理奠定基础。