花生高亲和硝酸盐转运蛋白基因AhNRT2.7a响应低氮胁迫的功能研究

文献类型： 中文期刊

第一作者： 王娟

作者： 王娟;陈皓宁;石大川;于天一;闫彩霞;孙全喜;苑翠玲;赵小波;牟艺菲;王奇;李春娟;单世华

作者机构：

关键词： 花生;NRT2;AhNRT2.7a;氮素效率;氮代谢相关酶

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2022 年 55 卷 022 期

页码： 4356-4372

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]氮素在作物生产中对生物量和产量起关键作用.高亲和硝酸盐转运蛋白基因NRT2在植物响应低氮胁迫时被激活并具有维持氮吸收和转运的作用.通过筛选花生低氮耐受相关的NRT2基因并解析其生物学功能,为培育高氮素利用率的花生新品种提供理论参考,最终有助于实现节氮、高效的绿色生产目标.[方法]检测正常氮浓度及1/20正常氮浓度(15 mmol·L-1)条件下5个具有典型跨膜结构的花生NRT2基因(AhNRT2.4、AhNRT2.5b、AhNRT2.5c、AhNRT2.7a和AhNRT2.7b)的时空表达情况.以花育6309的cDNA为模板,对AhNRT2.7a进行克隆和生物信息学分析,并通过亚细胞定位确定AhNRT2.7a的表达部位.进一步构建异源过表达AhNRT2.7a的拟南芥株系,分别在正常以及低氮胁迫条件下测定其叶绿素含量、氮积累量以及谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酸脱氢酶(GDH)5个氮代谢关键酶的活性.[结果]5个NRT2基因中有4个NRT2基因在花生响应低氮胁迫条件下大量表达.其中,AhNRT2.7a能够响应低氮胁迫,并在花生茎和叶中高表达.获得AhNRT2.7a的cDNA序列,全长为1380 bp,编码459个氨基酸.蛋白结构分析显示其为具有12个典型跨膜结构域的膜蛋白.该氨基酸序列与栽培种花生(Arachis hypogaea L.)相似性高达99.56%,其次是野生亲本AA和BB基因组花生.亚细胞定位显示其主要定位于细胞质膜上.构建异源过表达AhNRT2.7a的转基因拟南芥植株,在不同供氮条件下,成熟叶和幼叶叶片的叶绿素相对含量均显著高于野生型拟南芥.同时,对上述5个氮代谢相关酶活性以及氮、磷、钾积累量测定显示,转基因植株中2个氮代谢相关酶(GS和NR)的酶活性以及氮积累量均比野生型拟南芥有显著升高.[结论]花生中4个NRT2基因响应低氮胁迫,其中AhNRT2.7a能够提高植物氮代谢过程的氮素利用率.AhNRT2.7a的表达在促进氮代谢过程的同时,促使碳代谢作用的进一步加强.因此,AhNRT2.7a适合作为花生氮素高效利用为目的的候选基因.

分类号： S565.2

  • 相关文献

[1]野牛草雌雄株对不同形态氮素的生理响应差异. 郭丽珠,孟慧珍,范希峰,滕珂,滕文军,温海峰,岳跃森,张辉,武菊英. 2023

[2]铵硝比例对不同基因型小白菜硝酸盐积累影响机理研究. 赵首萍,张瑞麟,徐明飞,郑纪慈. 2011

[3]木薯MeNRT2.1基因的克隆及表达分析. 胡春吉,邹良平,彭明. 2016

[4]有机-无机肥协同调控小麦-玉米两熟作物产量及土壤培肥效应. 郑福丽,刘苹,李国生,张柏松,李燕,魏建林,谭德水. 2020

[5]壮秧影响不同节氮水平下早稻产量及氮肥吸收利用. 陈金,涂田华,谢江,曾广初,李瑶,邱才飞,关贤交,邓国强,陈先茂,邵彩虹,徐明岗,彭春瑞. 2020

[6]新型专用肥对冬小麦产量、氮素吸收与利用的影响. 刘倩倩,陈欢,张存岭,乔玉强,陈天河,徐汝民,唐俊,曹承富. 2019

[7]控释氮肥对鲜食玉米吸氮量及氮素效率的影响. 吴海燕,高玉山,范作伟,万成山,孙云云,金荣德,窦金刚,刘慧涛. 2013

[8]不同种源速生桉幼苗氮素效率的差异. 杨连春,刘永贤,莫钟柏,陈桂芬,刘斌,黄晓棠,王凤琴,黄玉溢,谭裕模,区惠平. 2012

[9]玉米氮素效率基因型差异的研究进展. 向春阳,关义新,凌碧莹,张宝石. 2002

[10]不同带宽行比对玉米/大豆带状间套作群体产量和氮素效率的影响. 李银水,黄翔,罗金华,吕典,金晶,李必钦,秦璐,顾炽明,余常兵. 2024

[11]不同品种茶树氮素效率差异研究. 王新超,杨亚军,陈亮,阮建云. 2004

[12]施用河道污泥对水稻氮素吸收利用的影响. 刘红江,郭智,陈留根,郑建初. 2016

[13]玉米氮素利用效率的提高途径. 徐燕. 2004

[14]综合农艺措施实现东北玉米生产和环境效益及土壤肥力的同步提升. 曹玉军,姚凡云,吕艳杰,魏雯雯,刘小丹,刘志铭,徐文华,梁杰,王立春,王永军. 2023

[15]氮肥运筹对小麦产量、氮素利用效率和光能利用率的影响. 李朝苏,汤永禄,刘于斌,李伯群,樊高琼,熊涛. 2017

[16]氮肥用量对滨海滩涂区甘薯干物质积累、氮素效率和钾钠吸收的影响. 宁运旺,曹炳阁,马洪波,汪吉东,张辉,许仙菊,张永春. 2012

[17]基因型和环境对小麦产量、品质和氮素效率的影响. 金欣欣,姚艳荣,贾秀领,姚海坡,申海平,崔永增,李谦. 2019

[18]花生感染条纹病毒(PStV)后叶片细胞超微结构研究. 董炜博,石延茂,赵志强,严敦余. 2000

[19]花生品种(系)叶部病害综合抗性鉴定. 董炜博,石延茂,赵志强,孙爱香,葛宝明. 2000

[20]花生不同品种与覆膜方式效果初报. 姚刚,胡廷会,吕建伟,马天进,杨秀江,李正强. 2016

作者其他论文 更多>>

微信小程序