根瘤菌诱发刺槐根表层传递细胞现象的观察开题报告

1. 研究目的与意义

本研究将在首次发现根瘤菌调控豆科植物分化产生传递细胞基础上，深入研究根瘤菌诱导豆科植物产生传递细胞的组分。我们将对结瘤因子粗提物进行分析鉴定进一步分化出比较确切的成分。结瘤因子实际上是在基因诱导物的存在下根瘤菌的结瘤基因（nod基因）所表达的产物，通过对结瘤因子粗提物分离纯化的研究，分析引起豆科植物根表层细胞分化传递细胞的信号物质，阐明根瘤菌诱发根表层传递细胞的作用机理，进一步探讨豆科植物根表层传递细胞与根瘤形成的相互联系。从而指导生产实践中根瘤菌的有效利用与研究。

2. 国内外研究现状分析

目前，有关根瘤菌与植物互作方面的研究主要集中在结瘤的分子机制方面，对于结瘤各个时期根瘤菌与植物间的信号交流研究得较为深入。目前研究表明：豆科植物种子或幼苗的根分泌出一种四羟基黄酮的多环化合物和甲氧苯基乙烯酮化合物（类黄酮物质），它作为一个诱导物质，可激活根瘤菌的nodD基因，NodD蛋白与类黄酮结合再诱导其他nod基因的表达，这些nod基因编码的Nod蛋白进而合成根瘤菌的结瘤因子（Nod Factors, 即NFs）。研究发现，结瘤因子是一类几丁质寡糖（lipo-chito oligosaccharides, LCO）,它能以极低的浓度使宿主植物出现根毛分枝、弯曲等相变现象（Root-hair deformation, 简称Had）。结瘤因子的受体物质已初步判断为宿主植物产生的植物外凝集素。Lerouge 等（1990）提出，豆科植物凝集素有结合糖的位点和疏水性囊，它与根瘤菌Nod因子的几丁质寡聚糖或脂肪酸链产生相互作用，导致一系列的信号转导过程，最终导致根瘤形成。 对于结瘤因子粗提物中是否有确切成分引起根表层传递细胞的分化的研究目前还没有报道。本实验将对结瘤因子粗提物进行分离和提纯，确认结瘤因子中引起豆科植物根表层细胞分化传递细胞的确切成分来阐述根瘤菌诱导豆科植物产生传递细胞的机理。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容1.采用柱层析，高效液相层析等方法分离结瘤因子粗提物中成分，并结合显微镜观察确定引起传递细胞形成的活性物质。

计划安排：3月初3月底：准备阶段。

阅读文献资料，确定实验方案，撰写开题报告。

4. 研究创新点

根瘤菌与豆科植物之间的共生的互作关系是人们研究共生固氮的重要内容，主要关注于形成根瘤时结瘤因子等分子机制的研究，我们发现结瘤因子粗提物可诱导豆科植物根表层细胞分化形成传递细胞，在此基础上，本研究将分离鉴定该粗提物中活性物质，可进一步确认引起传递细胞分化的信号物质，为研究诱导形成传递细胞的信号通路打下基础。

本研究不仅可从分子水平阐明根瘤菌诱发根表层传递细胞产生的作用机理，填补国内外在此领域的空白，同时可为根瘤形成过程中根瘤菌与豆科植物的相互作用关系增加新的内容，具有重要的理论意义