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杉木硝态氮转运蛋白基因ClNRT1.1的克隆与表达
1
作者 陈凡 曹睿倪 +2 位作者 张娅静 赵铭臻 李明 《亚热带农业研究》 2025年第1期1-10,共10页
[目的]克隆了杉木硝态氮转运蛋白基因ClNRT1.1,并分析其生物信息学功能及在不同氮、磷环境下的表达特征,以期为培育氮、磷高效利用型杉木提供参考。[方法]以正常氮、磷处理的杉木幼苗为材料,通过RACE技术克隆ClNRT1.1基因,利用生物信息... [目的]克隆了杉木硝态氮转运蛋白基因ClNRT1.1,并分析其生物信息学功能及在不同氮、磷环境下的表达特征,以期为培育氮、磷高效利用型杉木提供参考。[方法]以正常氮、磷处理的杉木幼苗为材料,通过RACE技术克隆ClNRT1.1基因,利用生物信息学工具分析其基因特征、蛋白质理化性质及结构,并通过转录组数据和实时荧光定量PCR检测添加硝态氮和低磷处理下ClNRT1.1的表达差异。[结果](1)生物信息学分析发现,ClNRT1.1编码一个由331个氨基酸组成的蛋白,具有显著的疏水性和稳定性。该蛋白包含主要促进子超家族(PLN00028)保守结构域,并拥有9个跨膜螺旋结构和9个疏水区。二级结构以α-螺旋为主,丝氨酸为主要磷酸化位点,启动子中存在多个响应植物生长、激素、光照及胁迫相关的顺式元件。与其他NRT基因的蛋白比对分析表明,ClNRT1.1在进化上高度保守,与日本柳杉相似度最高。(2)亚细胞定位分析表明,ClNRT1.1定位于细胞膜,可能发挥硝酸盐转运功能。(3)转录组测序结果表明,低磷和低氮处理均能诱导ClNRT1.1的表达量显著升高,而高氮处理显著抑制表达,尤其是低氮高磷处理下的表达量显著升高,表明ClNRT1.1参与杉木根系硝态氮的吸收和氮、磷互作调控。(4)实时荧光定量PCR结果显示,低磷胁迫诱导参试杉木家系ClNRT1.1基因显著上调表达,尤其是在24号家系中根的表达量较正常磷处理提高了3倍。在茎、叶中,低磷胁迫下ClNRT1.1基因的表达具有明显的家系特异性,10号和24号家系显著上调表达,65号家系则显著下调表达。[结论]ClNRT1.1通过跨膜转运硝酸盐及响应氮、磷协同信号,在杉木低磷适应性中发挥关键作用。本研究为杉木氮、磷养分高效遗传改良提供了新靶点。 展开更多
关键词 杉木 硝态氮转运蛋白 基因克隆 氮、磷协同 低磷胁迫
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不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达及氮吸收的影响 被引量：16
2
作者 王玉强 沈宇 +3 位作者 钱进 刘文涛 赵国琦 孙盛楠 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1172-1180,共9页
为了探讨豆科牧草对不同形态氮素的吸收,以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为试验材料,通过盆栽试验探究不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达和氮吸收的影响。试验设有4个处理,分别为不施氮处理(对照组,Con)、施... 为了探讨豆科牧草对不同形态氮素的吸收,以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为试验材料,通过盆栽试验探究不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达和氮吸收的影响。试验设有4个处理,分别为不施氮处理(对照组,Con)、施铵态氮(NH 4 Cl—T1)、硝态氮(NaNO 3—T2)和混合氮(铵态氮、硝态氮1︰1混合—T3),各形态氮肥施加总量为按纯氮250 mg(每1 kg土)。试验结果表明,施氮处理提高了紫花苜蓿中的氮含量,施加各种氮肥均提高了紫花苜蓿根中MtNRT1.3基因的表达量,且该基因的表达量与土壤铵态氮和硝态氮呈正相关性(P<0.01)。相比于铵态氮肥,施加硝态氮肥不但可增加植株中硝态氮含量,而且能提高植株铵态氮含量;相比于单施硝态氮和铵态氮肥,混合氮肥对提高植株氮含量效果最好;施加硝态氮肥更有利于紫花苜蓿地上部分生物量的累积。因此,对紫花苜蓿施加氮肥应重视铵态氮和硝态氮的比例,增加硝态氮的比例更有利于紫花苜蓿的生长和对氮素的吸收。 展开更多
关键词 铵态氮 硝态氮 紫花苜蓿 硝酸盐转运蛋白基因
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毛竹硝态氮转运蛋白家族PeNPFs基因鉴定及其表达特性分析 被引量：4
3
作者 袁婷婷 朱成磊 +2 位作者 杨克彬 宋新章 高志民 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期1-12,共12页
[目的]鉴定毛竹中硝态氮转运蛋白(NPF)家族基因成员,系统分析其分子特征和表达模式,为深入研究毛竹NPF基因的硝态氮转运功能奠定基础。[方法]采用生物信息学方法从毛竹基因组中鉴定NPF家族基因成员,并对其启动子调控元件、基因结构、编... [目的]鉴定毛竹中硝态氮转运蛋白(NPF)家族基因成员,系统分析其分子特征和表达模式,为深入研究毛竹NPF基因的硝态氮转运功能奠定基础。[方法]采用生物信息学方法从毛竹基因组中鉴定NPF家族基因成员,并对其启动子调控元件、基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、系统进化等进行全面分析,利用已有转录组数据,对毛竹NPF基因的组织表达特异性以及不同非生物胁迫和激素处理后的表达模式进行分析。[结果]在毛竹中共鉴定NPF家族成员基因27个,其基因结构差别较大,内含子数量为2~5个,编码区最长为2 286 bp (PeNPF7.4),最短为1 359 bp (PeNPF8.8)。基因启动子调控元件分析发现,PeNPFs启动子序列中包含多种与低温和干旱等非生物胁迫以及GA3和NAA等激素响应相关的元件。PeNPFs编码蛋白的分子量介于49.56~82.08 kDa之间,理论等电点为5.17~9.85,大部分是中性或碱性蛋白,均含有类似的跨膜结构;系统进化分析表明,毛竹27个PeNPFs分属于7个亚家族,各亚家族成员数量分别为1、3、1、6、1、7和8个;蛋白保守基序分析显示,PeNPFs共有10个保守基序,其中motif 1、motif 2和motif 4是各成员共有的高度保守的基序。基于转录组数据的表达谱热图分析显示,PeNPFs在叶片、花序、根、鞭和笋等不同组织中的表达存在一定差异,但各成员至少在1个组织中检测到表达,部分成员的表达表现为组织特异性或组成型表达。在冷和干旱处理后,PeNPF5.3、PeNPF7.2、PeNPF7.3和PeNPF8.7的表达量均显著下调,这与其启动子序列中存在与低温和干旱响应调控元件相一致;在GA3和NAA处理后,PeNPF7.3和PeNPF7.6呈相反的表达变化,而PeNPF7.1的表达趋势相似。[结论]毛竹中有27个NPFs家族基因成员,分为7个亚家族,各亚家族成员之间的分子特征和组织表达特异性均存在一定的差异,且一些基因对非生物胁迫和激素处理的响应变化均达到显著性差异,推测这些基因在毛竹不同组织中及应对不同环境过程中对硝态氮的转运可能发挥着不同的功能,研究结果为揭示PeNPFs的生物学功能提供了重要依据。 展开更多
关键词 毛竹 硝态氮转运蛋白基因 分子特征 表达模式
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马铃薯硝态氮转运蛋白基因的克隆及表达分析 被引量：1
4
作者 南运有 吕婷婷 +3 位作者 曹敏轩 刘恒志 陈越 陈勤 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期588-594,共7页
该研究以马铃薯双单倍体‘DM’为材料,克隆到高亲和性硝态氮转运蛋白基因StNRT2.1的全长cDNA(JGI登录号PGSC0003DMT400002924),并对其进行表达模式和生物信息学分析,为深入探索StNRT2.1基因的生物学功能以及提高马铃薯对氮素的利用效率... 该研究以马铃薯双单倍体‘DM’为材料,克隆到高亲和性硝态氮转运蛋白基因StNRT2.1的全长cDNA(JGI登录号PGSC0003DMT400002924),并对其进行表达模式和生物信息学分析,为深入探索StNRT2.1基因的生物学功能以及提高马铃薯对氮素的利用效率奠定理论基础。结果表明:(1)通过同源克隆与PCR扩增获得StNRT2.1基因cDNA全长片段,并构建pCEGFP-StNRT2.1表达载体;测序结果显示其实际所编码的蛋白质序列与数据库中目的基因蛋白质序列完全一致,表明成功克隆到StNRT2.1基因且未出现错义突变。(2)StNRT2.1基因位于马铃薯第11号染色体,cDNA序列全长1 593 bp,编码530个氨基酸,预测蛋白相对分子质量约为57.60 kD,理论等电点为9.36。(3)生物信息学分析显示,StNRT2.1由20种氨基酸组成,其中甘氨酸(Gly)所占比例最多,达到10.8%,并且主要由228个α-螺旋、27个β-折叠、87个延伸链和188个无规则卷曲构成;StNRT2.1存在功能保守结构MFS_1(PF07690)和12个跨膜螺旋结构域,且N端和C端均位于细胞膜内; StNRT2.1位于质膜上且不具有信号肽,可能为非分泌型膜蛋白。(4)以氮充足(7.5 mmol/L)水平作为对照,马铃薯幼苗经无氮(0 mmol/L)和低氮(0.75 mmol/L)处理3周后呈现出叶片发黄及植株矮化等明显表型差异。(5)qRT-PCR结果显示,在无氮条件下,马铃薯根组织中StNRT2.1基因表达量升高3.98倍,说明StNRT2.1可能为诱导型高亲和转运蛋白。 展开更多
关键词 马铃薯 硝态氮 硝态氮转运蛋白2(nrt2) 生物信息学分析 QRT-PCR
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菠萝硝态氮的吸收积累及其转运蛋白基因表达模式研究
5
作者 杨晓雪 刘胜辉 +4 位作者 魏茜雅 林欣琪 叶春海 张秀梅 李映志 《果树学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1774-1783,共10页
【目的】了解菠萝硝态氮转运蛋白基因在菠萝硝态氮吸收与同化中的作用。【方法】以金菠萝为材料,通过2个试验,分别研究了施氮对菠萝各组织硝态氮含量和40个硝态氮转运蛋白基因表达日变化的影响以及不同施氮处理对菠萝植株生长、叶片硝... 【目的】了解菠萝硝态氮转运蛋白基因在菠萝硝态氮吸收与同化中的作用。【方法】以金菠萝为材料,通过2个试验,分别研究了施氮对菠萝各组织硝态氮含量和40个硝态氮转运蛋白基因表达日变化的影响以及不同施氮处理对菠萝植株生长、叶片硝态氮含量和其转运蛋白基因表达的影响。【结果】菠萝根、茎、叶硝态氮含量均在10:00和16:00具有最高值;施氮后2 h,根系硝态氮含量显著增加;施氮增加了叶中18:00的硝态氮含量,降低了茎中14:00和18:00时及根中16:00的硝态氮含量。根中高表达的硝态氮转运蛋白基因最多,峰值多在12:00和14:00;叶中高表达基因的峰值多在18:00;茎中高表达基因的峰值多在12:00;施氮后,多数基因的表达峰值被延后,有些基因的表达峰值升高、降低或提前。不同施氮处理对菠萝植株的生长效应不同,MS营养液处理的植株质量增加幅度最大,其次为纯氮处理,无氮MS营养液和清水处理的植株质量增加幅度最小,但前者促进了根系生长;处理后3 d,叶片硝态氮含量增加;处理后6 d,叶片硝态氮同化加强;处理后26 d,叶片进入缺氮状态;绝大多数基因在清水和无氮MS营养液处理后的6 d达到表达峰值,但两者仅共有3个基因;处理后26 d,高表达基因主要分布在30 mmol·L^(-1)氮、无氮MS和清水处理中,三者无共有高表达基因。【结论】硝态氮转运蛋白基因表达受植株氮营养状态调控,AcNRT 1.13、AcNRT 2.1和AcNRT 1.12基因可能与叶片氮吸收有关,AcNRT 1.14、AcNRT 1.21和AcNRT 1.22基因可能与叶片氮再分配有关。 展开更多
关键词 菠萝 硝态氮转运蛋白 基因表达 氮营养
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植物体对硝态氮的吸收转运机制研究进展 被引量：24
6
作者 张鹏 张然然 都韶婷 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期752-762,共11页
硝态氮是高等植物重要的氮素营养,直接影响植物的生长。植物根系吸收硝态氮并向地上部转运的机制一直是研究者十分关注的问题。近几年的深入研究使得新的现象与结论被揭示,推动了我们对植物体吸收转运硝态氮生理与分子机制的认识。本文... 硝态氮是高等植物重要的氮素营养,直接影响植物的生长。植物根系吸收硝态氮并向地上部转运的机制一直是研究者十分关注的问题。近几年的深入研究使得新的现象与结论被揭示,推动了我们对植物体吸收转运硝态氮生理与分子机制的认识。本文综述了近年来国内外关于植物硝态氮吸收转运的生理及分子机制的相关研究结果。通过整理归类植物硝酸盐吸收相关的生理学数据,介绍了影响植物吸收硝态氮的各种因素。基于膜转运体在植物硝态氮吸收转运过程中发挥的重要作用,本文还重点介绍参与该过程的四大基因家族的成员及功能,即硝酸盐转运体1(NRT1)、硝酸盐转运体2(NRT2)、氯离子通道(CLC)和s型阴离子通道(SLAC),以期为后续研究者提供一个较为全面的理论依据。 展开更多
关键词 硝态氮 亲和力转运系统 吸收 再分配 转运蛋白
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高等植物氮素转运蛋白研究进展 被引量：22
7
作者 马清 管超 +2 位作者 夏曾润 王茜 王锁民 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期217-227,共11页
土壤中植物所利用的主要外源氮素形态是硝态氮和铵态氮,NRT,AMT转运蛋白分别介导它们在植物根系的吸收及体内的运输,氨基酸、酰脲和多肽类等有机态氮也可在相应的转运蛋白的作用下被植物吸收利用.本文概述了近年来在硝态氮、铵态氮及有... 土壤中植物所利用的主要外源氮素形态是硝态氮和铵态氮,NRT,AMT转运蛋白分别介导它们在植物根系的吸收及体内的运输,氨基酸、酰脲和多肽类等有机态氮也可在相应的转运蛋白的作用下被植物吸收利用.本文概述了近年来在硝态氮、铵态氮及有机氮素转运蛋白生物学功能与调控及其与植物氮营养等方面的最新研究进展,并对今后关于氮素转运蛋白研究的方向做了展望. 展开更多
关键词 硝态氮 铵态氮 有机氮素 转运蛋白 基因表达
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不同浓度硝态氮供应下小麦生长、硝态氮累积及根系钙信号特征 被引量：10
8
作者 江华波 王盛锋 +4 位作者 杨峰 张中华 邱亨池 乙引 汪洪 《植物科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期362-368,共7页
以小麦品种‘石麦15’和‘衡观35’为材料进行营养液水培试验,研究不同浓度硝态氮供应对小麦苗期根系形态、钙离子流特征及钙调蛋白(CaM)含量的影响。结果表明,与适宜浓度硝态氮处理(2.5mmol/L)相比,无外源硝态氮供应时小麦地上部鲜重... 以小麦品种‘石麦15’和‘衡观35’为材料进行营养液水培试验,研究不同浓度硝态氮供应对小麦苗期根系形态、钙离子流特征及钙调蛋白(CaM)含量的影响。结果表明,与适宜浓度硝态氮处理(2.5mmol/L)相比,无外源硝态氮供应时小麦地上部鲜重、硝态氮含量均降低,侧根数量显著减少;高浓度硝态氮处理(50mmol/L)下两个小麦品种地上部硝态氮含量升高,根系总长度降低,‘石麦15’侧根数量减少。无硝态氮和高浓度硝态氮处理下,根系中钙调蛋白含量降低,且‘衡观35’的降低幅度大于‘石麦15’。无外源硝态氮供应时小麦根尖表现出较为明显的钙离子外流特征;与适宜浓度硝态氮处理相比,高硝态氮处理下小麦根尖Ca2+的内流速度显著下降。说明硝态氮供应不足和高浓度硝态氮供应会影响小麦根系生长,根系Ca2+外流或Ca2+内流速度下降,CaM含量减少,Ca2+/CaM可能介导硝态氮调控小麦根系生长发育。 展开更多
关键词 小麦 硝态氮 根系 Ca2+流 钙调蛋白
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黄瓜NRT2基因的鉴定和特征分析
9
作者 孙建磊 董玉梅 +3 位作者 王崇启 肖守华 李利斌 焦自高 《山东农业科学》 2016年第6期11-14,共4页
本研究利用生物信息学方法,从黄瓜基因组中鉴定出3个NRT2基因,并对这些基因的基因组分布、结构、遗传进化和顺式元件进行了系统分析。结果显示,黄瓜的NRT2基因分别位于1号、1号和5号染色体,具有2个或3个外显子,分别与拟南芥的NRT2.4或者... 本研究利用生物信息学方法,从黄瓜基因组中鉴定出3个NRT2基因,并对这些基因的基因组分布、结构、遗传进化和顺式元件进行了系统分析。结果显示,黄瓜的NRT2基因分别位于1号、1号和5号染色体,具有2个或3个外显子,分别与拟南芥的NRT2.4或者NRT2.5直系同源;它们都具有数个植物激素和逆境应答元件,暗示它们不仅在氮素吸收过程中具有一定功能,而且与植物逆境应答有关。该结果为进一步研究黄瓜NRT2的功能提供了线索。 展开更多
关键词 黄瓜 硝态氮转运蛋白nrt2 分子特征 系统进化 顺式元件
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木薯MeNRT2.1基因的克隆及表达分析 被引量：4
10
作者 胡春吉 邹良平 彭明 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期117-124,共8页
木薯具有产量高、抗贫瘠等特点,为了了解其耐贫瘠的作用机理,提高木薯在贫瘠土壤中对氮素的利用率,以培养20 d的"华南5号"木薯组培苗为实验材料,采用同源克隆和RT-PCR技术,获得一个高亲和硝态氮转运蛋白(NRT2)基因,命名为Me N... 木薯具有产量高、抗贫瘠等特点,为了了解其耐贫瘠的作用机理,提高木薯在贫瘠土壤中对氮素的利用率,以培养20 d的"华南5号"木薯组培苗为实验材料,采用同源克隆和RT-PCR技术,获得一个高亲和硝态氮转运蛋白(NRT2)基因,命名为Me NRT2.1,该基因含有1 593 bp的开放阅读框架,编码530个氨基酸。生物信息学分析结果表明,木薯Me NRT2.1与苜蓿、拟南芥、可可、杨树等物种的NRT2.1同源性高,其中与可可树Tc NRT2.1的亲缘关系最近,氨基酸相似性达到90%。实时荧光定量PCR检测结果表明,Me NRT2.1在木薯组培苗的根中表达,并且在NO_3^-浓度为0.2 mmol/L时,其相对表达量较高,NO_3^-浓度为10 mmol/L时其相对表达量较低,NO_3^-浓度为0时几乎不表达;Me NRT2.1在茎、叶中也几乎不表达,即该基因具有诱导型组织特异性表达模式。原生质体瞬时表达发现Me NRT2.1定位在细胞膜上。此研究为进一步通过NRT2基因提高木薯的抗逆性奠定了基础。 展开更多
关键词 木薯 硝态氮 nrt2 实时荧光定量PCR 亚细胞定位
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