3 结论与讨论

 

　　3.1 基因表达相关蛋白

 

　　El Yahyaoui等[2]在蒺藜苜蓿根瘤中发现了13个上调表达的转录因子和11个下调表达的转录因子，基因芯片结果显示，其中一些转录因子可能与结瘤素基因的表达相关，在下调基因中包括一个与DNA结合的WRKY蛋白。Lohar等[3]对苜蓿早期共生阶段的转录组进行测序，发现了许多WRKY家族基因的下调表达。本研究也发现一个WRKY家族基因AsF6的下调表达。WRKY家族基因在植物抵抗病原菌侵染和其他非生物胁迫的过程中发挥重要的调节作用，其靶蛋白可能是病程相关蛋白，因此WRKY与防御相关蛋白的表达有关[11]。除WRKY外，本研究还发现了1个NAC家族基因AsI1的下调表达。NAC家族是植物转录因子中最大的家族之一，在植物抵抗不同的生物和非生物胁迫中发挥重要的调节作用[12]，如NAC家族成员参与植物对干旱、低温、盐等胁迫的反应[13]，在植物应对病原菌的防御反应中发挥作用[14]。另外，一些NAC家族成员在植物发育的过程中发挥调节作用，如种子萌发[15]、细胞分裂[16]、叶的衰老[17]等。

 

　　近年来，对苜蓿MtNAC969研究发现，其在根应对盐胁迫的过程中发挥负调控作用，而在苜蓿与根瘤菌的共生过程中可以刺激侧根的形成，但不影响根瘤数量，同时在根瘤中的下调表达导致根瘤提前衰老[18]。因此，本研究中发现的NAC蛋白在共生过程中可能也发挥重要的调节作用，值得深入研究。

 

　　3.2 信号转导和膜转运相关基因

 

　　目前发现在根瘤菌和宿主共生的过程中，植物中有很多信号传导相关基因是上调表达的。同时，El Yahyaoui等[2]发现在苜蓿中有些信号转导相关基因是下调表达的，如钙调素-GTP结合蛋白、锌指蛋白、蛋白激酶以及与CLAVATA1、Lj HAR 和GmNARK同源的受体激酶，可能与结瘤的自主调节有关。本研究也发现了许多紫云英根瘤中下调表达的信号转导相关基因，包括编码磷酸诱导蛋白1、钙调蛋白4、泛素家族蛋白、蛋白磷酸酶、蛋白激酶等的基因。

 

　　膜转运相关蛋白在类菌体与植物细胞物质交换的过程中发挥重要作用，根瘤的固氮会增加根瘤和根部的氨基酸、己糖、硫酸盐等的转运，同时有一些转运基因被下调表达，如某些磷酸盐和硝酸盐转运基因在苜蓿的根瘤中下调表达[19]。本研究中下调的相关基因有11个（膜及转运相关蛋白对应基因），编码蛋白包括硫氧还蛋白h、细胞溶质因子、蔗糖转运蛋白、G蛋白偶联受体、钠钙交换体蛋白、液泡储藏蛋白55家族蛋白等。

 

　　3.3 代谢相关蛋白

 

　　在下调表达的基因中，初级和次级代谢相关基因较多，包括UDP-葡糖醛酸酯-4-异构酶、分支酸合成酶、SAM依赖的羧甲基转移酶、长链脂肪酸-辅酶A连接酶家族蛋白、S-腺苷-L-甲硫氨酸合成酶、NAD依赖型异柠檬酸脱氢酶、质体蓝素、12-氧代植二烯酸-10，11-还原酶等22个基因。El Yahyaoui等[2]也研究发现与根中相比，大量与初级和次级代谢相关的基因在苜蓿根瘤中被下调表达。这可能反映了根瘤与根在代谢水平上的差异，如在根瘤中很多代谢途径受到了抑制，另一些与固氮相关的代谢途径却被激活。

 

　　3.4 防御和应激相关基因

 

　　一般认为，根瘤菌与植物共生的过程中需要抑制宿主的防御机制，从而保证其成功入侵[20]。事实上，确实有很多与病程和防御相关的基因表达在共生过程中受到抑制，如在苜蓿中编码过氧化物酶、多数非特异性转脂蛋白、脂肪氧化酶、PR10/Betv1、Kunitz 型胰蛋白酶抑制剂等的基因均被下调表达。本研究中发现1个过氧化物酶编码基因AsG6的下调表达，除此之外下调的基因还包括脂肪酸酰基辅酶A脱氢酶、生存蛋白、过氧化物酶、热激蛋白Hsp70、铁氧化还蛋白、dnaJ伴侣蛋白等。豆科植物通过抑制防御基因的表达允许根瘤菌的侵入，然而某些防御和抗病相关基因的上调表达又说明豆科植物同时还要限制根瘤菌的侵入，或保护根瘤不受病原菌和昆虫的侵害[21]。

 

　　3.5 未知基因、假设蛋白基因和无同源性基因

 

　　在下调基因中，未知蛋白编码基因有6个，假定蛋白基因有3个，无任何同源性的基因有4个，这些基因都有可能是一些尚未被发现的新基因，特别是无任何同源性的4个基因，有待进一步研究。

 

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