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番茄离体根双重培养体系建立及其菌根形成信号分子初步鉴定
摘要
植物菌根对于土壤健康和植物生长起着重要作用。因此，探究菌根形成的分子机制具有重要意义。本实验构建了番茄离体根双重培养体系，研究了番茄离体根在体外条件下的生长状况，包括菌根和无菌根的形成，对不同培养基的适应性等。结果表明，番茄离体根可以在无膜培养基上生长，而较微弱的菌根形成能力需要添加激素。同时，通过筛选发现，几种不同的信号分子如激素、鞘氨醇和水杨酸都可以诱导番茄离体根的菌根形成，且这些信号分子之间具有协同作用。
关键词：番茄离体根；双重培养体系；菌根形成；信号分子
Abstract
Plantmycorrhizalsymbiosisplaysanessentialroleinsoilhealthandplantgrowth.Therefore,exploringthemolecularmechanismsofmycorrhizalformationisofgreatsignificance.Inthisstudy,atomatoinvitrorootdoubleculturesystemwasestablishedtostudythegrowthconditionsoftomatoinvitroroots,includingtheformationofmycorrhizaeandsterileroots,andtheiradaptabilitytodifferentculturemedia.Theresultsshowedthattomatoinvitrorootscouldgrowonmembrane-freeculturemedia,andtheformationofweakmycorrhizalabilityrequiredtheadditionofhormones.Meanwhile,severaldifferentsignalmoleculessuchashormones,chitinandsalicylicacidcouldinducetheformationoftomatoinvitrorootmycorrhiza,andthesesignalmoleculeshavesynergisticeffects.
Keywords:Tomatoinvitroroot;Doubleculturesystem;Mycorrhizalformation;Signalmolecule
1.引言
菌根是一种特殊的植物-真菌共生体系，可以促进植物养分吸收和生长发育。因此，研究菌根形成的分子机制对于促进植物生长以及土壤健康具有重要的意义。目前，已经有很多关于菌根形成分子机制方面的研究，然而，大多数实验都是在外部环境下进行的，而植株外部环境的影响可能会对菌根形成造成干扰。因此，建立一个有效的体外培养体系来进行研究可以更准确地评估具体分子在菌根形成中的作用。
为了研究番茄离体根的菌根形成和信号分子对其作用的分子机制，我们构建了一个番茄离体根双重培养体系，探究了番茄离体根在体外条件下的生长状况和菌根形成情况。通过这些实验，我们希望能够更深入地了解菌根形成背后的分子机制，为今后开展相关研究提供基础和借鉴。
2.实验方法
2.1番茄离体根的培养
通过切割番茄植株的根，将其暴露在紫外线下15-30秒，在灭菌过的水中洗涤30分钟。之后，将番茄离体根分成大小相似的样本，移植到含有不同培养基的培养瓶中进行培养。
2.2培养基的准备
无菌培养基：加入氮源（0.5g/L），钙（0.02g/L）和钾（0.03g/L）等元素至热水溶解，然后加入木质素（1.8g/L）和蔗糖（30g/L），加热至溶解后离心，将岩酸盐杂质剔除并加上琼脂。在凝胶固化之前，用乙酸纤溶液处理培养基并灭菌。
菌根诱导培养基：每升加入硝普钠（500mg/L）、磷酸二氢钾（60mg/L）、微量元素溶液（2mL/L）、罗克托植物基础培养基（30mL/L）和激素吲哚乙酸（10-8mol/L）。在凝胶固化之前，用乙酸纤溶液处理培养基并灭菌。
2.3菌根形成的信号分子筛选
将不同溶液（如激素、水杨酸、鞘氨醇等）溶解在含有罗克托植物基础培养基的液体中，用该液体培养番茄离体根，并观察其对番茄离体根的菌根形成作用。
2.4菌根的形态学观察
在高倍显微镜下观察番茄离体根的形态和菌根形成情况。
3.结果与分析
3.1番茄离体根的培养
根据我们的实验结果，番茄离体根可以在无菌培养基上生长。在该培养基下，番茄离体根可以长出较长的无菌根，但其菌根形成的能力比较微弱。因此，为了促进番茄离体根的菌根形成，在培养基中添加激素是必要的。因此，我们开发了一个含有激素的菌根诱导培养基来促进番茄离体根的菌根形成。
3.2菌根形成的信号分子筛选
我们对菌根形成的激素、水