生菜NRT2/3的生物信息及功能的初步验证

文献类型： 中文期刊

第一作者： 钱雨轩

作者： 钱雨轩;武占会;刘宁;王宝驹;荣子豪;刘伟;梁浩;佟静

作者机构：

关键词： 生菜;硝酸盐;生物信息;NRT;VIGS

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2024 年 30 卷 011 期

页码： 2161-2180

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】硝态氮是旱地植物的主要氮源，NRT2/3是植物吸收硝态氮、调节氮素吸收的重要蛋白家族。本研究对生菜NRT2/3家族成员进行鉴定，并研究各成员基因理化性质、基因结构等生物信息和其在蔬菜生长中的功能。【方法】在NCBI网站（https://www.ncbi.nlm.nih.gov）查询并下载拟南芥、水稻的NRT2/3及已被注释的生菜NRT，通过生物信息学手段鉴定生菜NRT2/3家族成员，并使用DNAMAN软件对生菜和拟南芥的NRT2/3蛋白进行多序列比对，使用MEGA11软件对生菜、水稻和拟南芥的NRT2/3蛋白进行多序列比对，并构建系统发育树。通过在线软件对生菜NRT2/3家族蛋白理化性质、功能结构域、保守基序、亲水性、顺式作用元件、基因结构和染色体定位进行分析，对生菜NRT2/3家族蛋白二级结构、磷酸化位点和跨膜区域进行预测。选用‘意大利’和‘绿雅’两个品种生菜为试材，根据本课题组前期转录组测序结果选取表达量相对较高的NRT2/3基因，进行表达分析：1)将生长至20天的两个生菜品种幼苗定植于培养基质中，用4个不同浓度NO3-（0、0.35、0.7和11.5 mmol/L）浇灌处理，研究NRT2/3表达水平；2)利用TRV-VIGS瞬时沉默，降低该基因在两种生菜中的表达水平，然后将两种生菜移栽于正常NO3-水平的营养液中，生长21天后收获，调查NRT2/3家族TRV-VIGS沉默后生菜的生长状况。【结果】本研究共鉴定出8个生菜NRT2/3家族成员，包括7个Lsa NRT2蛋白和一个Lsa NRT3.1蛋白，它们不均匀分布在4条染色体上，其蛋白理化性质、功能结构域、跨膜区域、磷酸化位点、顺式作用元件和基因结构等基本符合NRT2/3家族共有的特征。转录组测序结果显示，两个生菜品种的Lsa NRT2.4和Lsa NRT3.1基因在叶片中的表达水平相对较高。Lsa NRT2.4和Lsa NRT3.1基因能够在一定程度上响应低浓度NO3-。VIGS沉默后的生菜Lsa NRT2.4和Lsa NRT3.1表达量均显著下降，株高、叶长、叶宽、叶绿素a含量和叶片硝酸盐含量也显著降低，其中沉默生菜Lsa NRT3.1后的叶片硝酸盐含量显著低于沉默生菜Lsa NRT2.4后的叶片硝酸盐含量。通过表型观察发现，VIGS沉默后的生菜出现了叶片小、叶片尖端干枯等症状，其中沉默Lsa NRT3.1后的生菜具有更明显的表型效应。【结论】鉴定出的8个生菜NRT2/3家族成员大多数特征符合植物NRT2/3家族共有的特征，其中Lsa NRT2.4和Lsa NRT3.1基因在叶片中的表达量明显高于其他6个基因；Lsa NRT2.4和Lsa NRT3.1在生菜硝酸盐吸收以及对缺氮和低氮胁迫的快速反应中起着关键作用，尤其是在根部的表达中。Lsa NRT2.4和Lsa NRT3.1基因表达的上调改善了生菜的氮吸收和生长。

分类号： S636.2

  • 相关文献

[1]小白菜硝酸盐积累量基因型差异机理研究. 赵首萍,张永志,叶雪珠,郑纪慈. 2010

[2]不同形态氮素替代硝态氮对蔬菜硝酸盐含量变化的影响. 高秀瑞,陈凤敏,刁春英,潘秀清,武彦荣,李冰,陈贵林. 2008

[3]营养液浓度对水培生菜生长和硝酸盐积累的影响. 别之龙,徐加林,杨小峰. 2005

[4]紫叶生菜和绿叶生菜品质的综合比较. 刘凯歌,宋云鹏,张丽丽,龚繁荣. 2021

[5]镉污染土壤上施用沼液对生菜生长和土壤质量的影响. 刘文科. 2010

[6]不同微生物菌肥对生菜生长及品质的影响. 褚义红,崔世茂,付崇毅,于成海,刘微,高兴颖,孙潜. 2014

[7]低硝酸盐叶菜类蔬菜水培技术研究. 雷娟利,陈杰,戴丹丽,陈丽萍,周胜军,寿伟林,董文其,朱育强,徐志豪. 2004

[8]短期连续光照下水培生菜品质指标变化及其关联性分析. 刘文科,闻婧,杨其长. 2011

[9]断氮处理对生菜中硝酸盐与维生素C含量的影响. 刘文科,杨其长,邱志平. 2011

[10]养分管理对生菜生物量与硝酸盐含量影响. 夏体渊,张彩仙,年耀萍,高志文,达良俊,陈泽斌. 2017

[11]叶面喷施寡糖对生菜生长和品质的调节作用. 何久兴,赵解春,白文波,郑莉,张元成,于萌萌,木元久,斋藤信,吕国华. 2019

[12]薏苡Waxy基因的克隆与生物信息学分析. 王健,罗凯,杨成龙,胡贤锋,周明强. 2017

[13]陆地棉NF-YB基因家族的全基因组分析. 刘静,徐珍珍,袁娜,郭月,张保龙,杜建厂. 2016

[14]拟南芥子叶与真叶差异基因的生物信息分析. 侯昕. 2019

[15]海量生物数据异质性分析与整合技术. 白云峰,王立方,包文斌,陈国宏. 2008

[16]普通烟草PMEI家族的鉴定与表达分析. 韩林贺,丁安明,孔英珍. 2018

[17]棉花HKT基因家族的全基因组分析. 郭琪,徐珍珍,黄芳,徐鹏,张香桂,沈新莲. 2017

[18]小麦全基因组中YABBY基因家族的筛选与特征分析. 葛川,杨荣,李刘军,张建诚,郑兴卫. 2019

[19]稻瘟菌若干T-DNA插入突变体初步分析. 魏艺聪,潘初沂,李宏宇,鲁国东,雷财林,王宗华. 2007

[20]高亲和力玉米转磷蛋白基因B103-Zm5473电子克隆及其生物信息学分析. 曲文利,李君,孙盼盼,吴委林,郑大浩. 2017

作者其他论文 更多>>

微信小程序