叢枝菌根真菌能夠與90%以上的植物建立共生關係，對陸生植物的形成、進化及維持生態系統的穩定起著重要的作用。但由於叢枝菌根真菌不能純人工培養，嚴重制約了人們對宿主植物形成叢枝菌根機制的認識。《叢枝菌根共生體形成機制研究》凝練了作者關於“叢枝菌根共生體形成機制”研究的新進展，重點揭示了叢枝菌根真菌對宿主植物防禦功能的調控，以及採用同位素標記相對和絕對定量技術、抑制消減雜交技術和轉錄組測序技術等現代研究手段，深入揭示了宿主植物形成叢枝菌根過程中誘導產生的共生相關蛋白與共生基因，同時深入探討了叢枝菌根真菌與宿主植物的共生關係，為進一步瞭解叢枝菌根的代謝特徵和分子調控機制奠定了理論基礎。

1 緒論 1
1.1 叢枝菌根概述 1
1.1.1 AM真菌的生活史 1
1.1.2 AM真菌的非共生生長 2
1.2 AM真菌與植物共生的過程和穩定性機制 3
1.2.1 AM真菌與植物共生的過程 3
1.2.2 AM真菌與植物共生的穩定性機制 8
1.3 AM真菌與宿主共生過程中附著胞的形成和防禦反應的產生 9
1.3.1 附著胞的形成 9
1.3.2 防禦反應的產生 10
1.4 AM共生體中植物防禦反應的調節機制 13
1.4.1 外源誘導子的降解 14
1.4.2 防禦信號分子的鈍化 15
1.4.3 碳水化合物和激素的調節 16
1.4.4 磷和黃酮/異黃酮類物質的調節 18
1.5 菌根共生相關蛋白 18
1.6 菌根共生相關基因 20
參考文獻 22

2 AM真菌和根瘤菌侵染紫穗槐的時空變化 31
2.1 材料和方法 31
2.1.1 紫穗槐苗木培養 31
2.1.2 AM真菌和根瘤菌侵染紫穗槐的測定 32
2.1.3 透射電鏡觀察AM真菌和根瘤菌侵染紫穗槐 33
2.2 結果與分析 33
2.2.1 AM真菌和根瘤菌侵染紫穗槐的動態變化 33
2.2.2 透射電鏡觀察AM真菌和根瘤菌侵染紫穗槐的動態變化 36
2.3 討論 39
2.4 本章小結 40
參考文獻 40

3 AM真菌對紫穗槐防禦反應的調控及共生相關蛋白的SDS-PAGE分析 41
3.1 材料和方法 41
3.1.1 實驗材料 41
3.1.2 實驗方法 41
3.2 結果與分析 47
3.2.1 AM真菌對紫穗槐植株生長的影響 47
3.2.2 AM真菌調控紫穗槐防禦反應的研究 50
3.2.3 黃酮/異黃酮類物質的分離提取、鑒定和含量測定 54
3.2.4 菌根共生相關蛋白SDS-PAGE分析 59
3.3 討論 64
3.3.1 AM真菌調控植物防禦反應的機制 64
3.3.2 AM共生體建立的調節信號分子——黃酮/異黃酮類物質 65
3.3.3 菌根共生相關蛋白的研究現狀 66
3.3.4 菌根共生相關蛋白的產生與AM共生體中防禦反應調控的關係 67
3.4 本章小結 67
參考文獻 68

4 基於iTRAQ技術對紫穗槐菌根共生蛋白分析 70
4.1 材料和方法 70
4.1.1 實驗材料 70
4.1.2 實驗方法 70
4.2 結果與分析 74
4.2.1 用於iTRAQ分析的實驗樣品 74
4.2.2 蛋白質定量 75
4.2.3 SDS-PAGE初步檢測 75
4.2.4 菌根蛋白的鑒定及分析 76
4.2.5 菌根差異表達蛋白的鑒定 78
4.2.6 菌根差異表達蛋白的功能分類 83
4.3 討論 84
4.3.1 信號轉導相關蛋白 84
4.3.2 脅迫和防禦相關蛋白 85
4.3.3 蛋白質折疊和降解相關蛋白 86
4.3.4 能量相關蛋白 87
4.3.5 細胞結構相關蛋白 88
4.3.6 膜和運輸相關蛋白 88
4.3.7 代謝相關蛋白 88
4.3.8 蛋白質合成相關蛋白 89
4.3.9 轉錄相關蛋白 89
4.3.10 未知蛋白 89
4.4 本章小結 89
參考文獻 91

5 基於抑制消減雜交技術篩選AM真菌與紫穗槐共生相關基因 93
5.1 材料和方法 93
5.1.1 實驗材料 93
5.1.2 實驗方法 93
5.2 結果與分析 104
5.2.1 紫穗槐培養和侵染情況檢測 104
5.2.2 總RNA完整性和純度檢測 107
5.2.3 紫穗槐AM相關基因的SSH 107
5.2.4 紫穗槐SSH cDNA文庫的構建和插入片段的PCR鑒定 108
5.2.5 差異基因的反向Northern Blot雜交驗證 109
5.2.6 序列測定和基因功能注釋 110
5.2.7 已知共生相關基因的功能分類 112
5.2.8 未知基因序列編碼肽段的預測分析 113
5.3 討論 115
5.3.1 測試樣品RNA提取 115
5.3.2 SSH技術 115
5.3.3 AM真菌與紫穗槐共生相關基因的研究 116
5.4 本章小結 122
參考文獻 122

6 基於轉錄組測序技術分析紫穗槐菌根差異表達基因 125
6.1 材料和方法 125
6.1.1 實驗材料 125
6.1.2 實驗方法 125
6.2 結果與分析 130
6.2.1 紫穗槐根部RNA質檢結果 130
6.2.2 轉錄本組裝及資料統計 131
6.2.3 原始資料質控 134
6.2.4 組裝後功能注釋結果 139
6.2.5 差異表達基因分析 143
6.2.6 qRT-PCR結果分析 148
6.3 討論 157
6.3.1 轉錄組測序技術 157
6.3.2 紫穗槐與AM真菌共生相關基因 158
6.3.3 qRT-PCR檢驗結果 164
6.4 本章小結 164
參考文獻 165

附錄 169