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低氮处理对玉米早期发育胚乳中氨基酸水平和转录组的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 潘玉昕 1 ; 赵涵 1 ; 宁丽华 1 ;

作者机构： 1.江苏省农业科学院种质资源与生物技术研究所/江苏省农业生物学重点实验室

关键词： 玉米;低氮胁迫;氨基酸及其氨基酸衍生物;转录组测序;氮代谢;氰基氨基酸代谢;转录因子

期刊名称： 植物遗传资源学报

ISSN： 1672-1810

年卷期： 2024 年 008 期

页码： 1356-1369

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 氮素是影响玉米生长发育、产量和籽粒品质形成所必需的营养元素。为挖掘早期发育的玉米胚乳响应低氮胁迫的关键基因，揭示玉米胚乳抵御低氮胁迫的生理响应及分子机制，本研究在低氮和足氮处理下，对授粉后第6天的自交系B73玉米胚乳进行氨基酸含量、氨基酸衍生物含量分析和转录组测序。生理测定表明，低氮胁迫下，玉米胚乳中10种氨基酸或氨基酸衍生物含量升高，其中苏氨酸、β-氨基异丁酸、组氨酸、β-丙氨酸、赖氨酸含量升高程度最大，其升高范围介于71.1%～153.1%；而其余21种氨基酸或氨基酸衍生物含量降低，其中鸟氨酸、胱氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、α-氨基丁酸含量下降程度最大，其下降程度范围介于51.6%～65.8%。转录组测序结果表明，与足氮处理相比，低氮胁迫下玉米胚乳中鉴定到3185个显著上调和2612个显著下调的差异表达基因。进一步检测到参与氮代谢途径和氰基氨基酸代谢途径的差异表达基因分别为12和9个，AP2/ERF-ERF、b ZIP、WRKY差异表达转录因子家族成员分别为20、10和21个。这些候选基因可能是玉米胚乳抵御低氮胁迫响应的重要基因资源，其为玉米胚乳应答低氮胁迫的分子机制及耐低氮玉米新品种培育奠定基础。

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