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红花质膜H+-ATPase基因家族成员鉴定及响应低氮低磷胁迫的表达分析
1
作者 腊贵晓 赵玉龙 +5 位作者 代丹丹 余永亮 郭红霞 史贵霞 贾慧 杨铁钢 《生物技术通报》 北大核心 2025年第8期220-233,共14页
【目的】对红花质膜H^(+)-ATPase(CtPMA)基因家族进行全基因组鉴定与分析,为研究该基因家族及其在响应低氮低磷胁迫中的功能奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对CtPMA基因家族成员进行鉴定和系统的分析;利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR... 【目的】对红花质膜H^(+)-ATPase(CtPMA)基因家族进行全基因组鉴定与分析,为研究该基因家族及其在响应低氮低磷胁迫中的功能奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对CtPMA基因家族成员进行鉴定和系统的分析;利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析其组织表达特异性及在低氮低磷胁迫下的响应。【结果】在红花中共鉴定到10个CtPMAs(命名为CtPMA1-CtPMA10),其编码蛋白质的氨基酸数为785-958 aa,相对分子质量为85.23-105.52 kD,等电点为5.26-7.91,亚细胞位点预测显示全部位于细胞膜;都含有Cation_ATPase_N结构域、E1_E2 ATPase结构域和HAD-superfamily hydrolase subfamilyⅢA结构域;顺式作用元件预测显示CtPMA基因家族内广泛存在与生长发育、激素和胁迫相关的调控元件;基因共线性显示全基因组复制和片段复制在Ct PMA基因家族进化中起到了重要作用。RT-qPCR结果表明,在根中高表达的CtPMA1和CtPMA7的表达量显著受到低氮低磷胁迫的诱导,说明CtPMA1和CtPMA7可能与红花根部吸收氮磷的功能密切相关。【结论】红花全基因组中共鉴定到10个CtPMA基因,其进化相对保守,在不同的组织部位具有不同的表达模式。当红花遭受低氮低磷胁迫时在根部高表达的CtPMA1和CtPMA7的转录水平显著被诱导,暗示其通过诱导自身转录水平以提高对氮磷的吸收和利用效率,用来抵御营养等逆境胁迫。 展开更多
关键词 红花 质膜H+-ATPase基因家族 生物信息学分析 低氮胁迫 低磷胁迫
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低氮胁迫下芝麻差异表达ERF基因的鉴定及SiERF08基因的表达分析
2
作者 田媛 张鹏钰 +4 位作者 李丰 王东勇 付锦州 戎亚思 高桐梅 《河南农业科学》 北大核心 2025年第4期37-46,共10页
AP2/ERF是植物最大的转录因子家族之一,参与植物代谢生物合成、器官发育、逆境响应和激素信号转导等过程。为了探究ERF基因在芝麻低氮胁迫下的表达特性,从前期芝麻根系低氮胁迫转录组中筛选出24个差异表达SiERF基因,对其进行表达特性和... AP2/ERF是植物最大的转录因子家族之一,参与植物代谢生物合成、器官发育、逆境响应和激素信号转导等过程。为了探究ERF基因在芝麻低氮胁迫下的表达特性,从前期芝麻根系低氮胁迫转录组中筛选出24个差异表达SiERF基因,对其进行表达特性和共表达网络分析,并分析了不同胁迫处理下SiERF08基因的表达特性。结果显示,24个差异表达SiERF基因开放阅读框(ORF)长度为564~1254 bp,编码蛋白质的分子质量为20.92~44.97 ku,等电点4.39~10.92。24个差异表达SiERF基因不均匀地分布在13条染色体上。启动子区域包含植物激素响应元件(ABRE、AuxRE等)、逆境胁迫响应元件(ARE、DRE core、LTR等)、生长发育相关顺式作用元件(O2-site、Gap-box和CAT-box)和光响应元件(G-box、MRE、I-box等)。基因表达和韦恩图分析结果显示,低氮胁迫下,芝麻品种缅甸高产者和郑芝HL05分别检测到24个和14个差异表达SiERF基因,其中SiERF06等3个基因在2个品种低氮胁迫3、9 d均差异表达。通过共表达网络分析筛选出SiERF08等5个低氮胁迫响应的关键候选基因。对关键候选基因SiERF08开展不同胁迫下的表达特性分析,结果显示,该基因在低氮、干旱、高盐、赤霉素及水杨酸等胁迫处理下被诱导表达,且不同胁迫处理下,SiERF08基因的表达模式不同。在干旱、高盐、水杨酸、高温和低温处理6 h,SiERF08基因的表达量最高;在低氮处理12 h,SiERF08基因表达量达到峰值;在赤霉素处理下,SiERF08基因在6 h和72 h诱导表达,且差异显著。综上所述,通过生物信息学手段对低氮胁迫下24个差异表达SiERF基因进行分析,筛选出SiERF08等5个关键候选基因,其中,SiERF08基因在低氮、干旱、高盐、水杨酸等胁迫下诱导表达,为深入探究芝麻SiERF基因功能、揭示芝麻耐低氮分子机制提供了理论依据和基因资源。 展开更多
关键词 芝麻 低氮胁迫 ERF转录因子 基因表达
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甘薯IbNRT2基因家族全基因组鉴定和表达分析
3
作者 王芳 乔帅 +4 位作者 宋伟 崔鹏娟 廖安忠 谭文芳 杨松涛 《生物技术通报》 北大核心 2025年第7期193-204,共12页
【目的】鉴定甘薯高亲和硝酸盐转运体NRT2家族成员,分析其理化性质、基因结构和不同胁迫下表达分析,为甘薯NRT2家族成员功能鉴定提供理论支持。【方法】利用NCBI和甘薯基因组数据库,采用生物信息学、转录组分析和低氮表型筛选等方法,系... 【目的】鉴定甘薯高亲和硝酸盐转运体NRT2家族成员,分析其理化性质、基因结构和不同胁迫下表达分析,为甘薯NRT2家族成员功能鉴定提供理论支持。【方法】利用NCBI和甘薯基因组数据库,采用生物信息学、转录组分析和低氮表型筛选等方法,系统鉴定IbNRT2基因成员,并对其基因结构、保守基序和表达特性等进行分析。【结果】在甘薯全基因组中鉴定到7个IbNRT2高亲和硝酸盐转运体基因。理化性质分析结果显示,IbNRT2家族成员编码氨基酸残基数为462-536,理论等电点均大于7,且所有编码蛋白为疏水蛋白。7个甘薯IbNRT2和9个近缘野生二倍体甘薯(Ipomoea trifida)ItfNRT2基因均分布在5条染色体上。系统进化树分析显示,7个IbNRT2家族成员分成3个亚组,甘薯与野生二倍体的亲缘关系最近。顺式作用元件分析表明,IbNRT2基因启动子区域存在大量环境及激素类响应元件,其中光信号响应元件最多。甘薯种内共线性关系显示,7个IbNRT2基因存在2对共线性关系;种间共线性关系结果显示,甘薯与野生二倍体ItfNRT2基因之间形成7对共线性关系,与拟南芥AtNRT2形成4对共线性关系。不同部位组织和盐胁迫表达分析结果揭示IbNRT2.7具有较为广泛的表达,在种子和叶片中表达最高且受盐胁迫诱导表达上调;IbNRT2.1、IbNRT2.2主要在根部表达且受盐胁迫诱导表达下调。在不同氮处理甘薯品种中进行RT-qPCR分析,结果揭示IbNRT2.1和IbNRT2.2受低硝酸盐诱导最明显,且在氮高效甘薯品种中(川薯221、川薯228、西成薯007)的诱导表达倍数高于氮低效甘薯品种(普薯32、绵紫薯9)。【结论】甘薯中鉴定出7个IbNRT2基因,在不同部位、盐胁迫和低氮胁迫下的表达模式存在差异,为进一步研究IbNRT2在不同部位的功能奠定基础。 展开更多
关键词 甘薯 NRT2基因 组织表达模式 盐胁迫表达模式 低氮表型
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基于FAI-BLUP多性状选择指数的耐低氮杨树品种筛选 被引量：1
4
作者 牛晋鸿 王天欣 +3 位作者 曹明嵘 周振渊 黄秦军 李金花 《林业科学研究》 北大核心 2025年第1期61-72,共12页
[目的]探析低氮胁迫下杨树无性系苗期性状适应性,筛选耐低氮能力强的品种。[方法]以87个杨树无性系为试验材料,利用温室盆栽方法,在低氮胁迫(LN)和正常供氮(NN)处理条件下,测定生长、叶片形态和叶绿素荧光参数3组性状,基于混合线性模型... [目的]探析低氮胁迫下杨树无性系苗期性状适应性,筛选耐低氮能力强的品种。[方法]以87个杨树无性系为试验材料,利用温室盆栽方法,在低氮胁迫(LN)和正常供氮(NN)处理条件下,测定生长、叶片形态和叶绿素荧光参数3组性状,基于混合线性模型的最佳无偏预测(BLUP),分析遗传变异并估算遗传参数和育种值,利用FAI-BLUP多性状指数,综合评价供试无性系适应性。[结果]所有性状在不同供氮水平间和无性系间均有极显著差异,变异系数为18.9%~40.6%(LN)和15.7%~35.6%(NN)。不同供氮水平下每组性状内性状间相关性特征一致,生长和叶片形态各性状在供氮水平与无性系间互作作用达到极显著水平,适合作为耐低氮性筛选指标,利用其BLUP育种值,获得FAI-BLUP多性状指数,对各无性系排序,以20%选择强度筛选出了一批优良无性系,其生长和叶片形态育种值遗传增益分别为14.1%~21.5%和5.56%~12.9%,在低氮胁迫下具有较强适应性。[结论]在低氮胁迫下杨树无性系苗期生长、叶片形态和叶绿素荧光参数均受到显著抑制,不同供氮水平间和无性系间各性状变异丰富,生长和叶片形态在供氮水平与无性系间互作作用存在极显著差异,利用其FAI-BLUP多性状指数综合评价并筛选出了13个优良无性系,耐低氮适应性和稳定性强,可用于耐低氮杨树品种选育。 展开更多
关键词 杨树 低氮胁迫 育种值 FAI-BLUP 多性状选择
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烟草NtWRKY65基因在响应低氮胁迫中的功能分析
5
作者 李朝阳 王瑞刚 +6 位作者 贾振宇 张玉宁 李洪臣 薛松格 陈海洋 李丽华 张小全 《河南农业科学》 北大核心 2025年第9期53-60,共8页
为探究烟草NtWRKY65基因在低氮胁迫响应中的功能,以野生型K326(WT)与4个过表达NtWRKY65的转基因株系(OE)为材料,采用水培的方法研究了低氮胁迫和正常供氮条件下不同材料的表型、根系性状、氮代谢相关酶活性、氮代谢和衰老相关基因表达... 为探究烟草NtWRKY65基因在低氮胁迫响应中的功能,以野生型K326(WT)与4个过表达NtWRKY65的转基因株系(OE)为材料,采用水培的方法研究了低氮胁迫和正常供氮条件下不同材料的表型、根系性状、氮代谢相关酶活性、氮代谢和衰老相关基因表达量的差异。结果表明,与WT植株相比,低氮胁迫下OE植株的主根长度和侧根数量显著增加,干质量和总氮含量分别显著提高21.83%~45.12%和94.65%~271.57%,OE植株的生长势明显增强;低氮胁迫下,OE植株的氮素吸收和同化的关键酶(硝酸还原酶、谷氨酰胺脱氢酶)、氮素同化和再分配关键酶(谷氨酰胺合成酶)的活性以及相关基因(NtNR、NtGS1-3、NtGS2、NtGDH1)的表达量均较WT植株显著提高;OE植株在低氮胁迫下叶片中成熟衰老相关基因NtMC、NtCP1、NtCP23和NtCCD的表达量均较WT植株显著降低。综上,过表达NtWRKY65能促进烟株根系发育,增强低氮胁迫下烟株对氮素的吸收、转运、同化能力,抑制叶片衰老,具有正向调控烟草耐低氮胁迫的功能,可以作为烟草氮素利用效率遗传改良的候选基因资源。 展开更多
关键词 烟草 NtWRKY65 过表达 低氮胁迫 功能验证
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外源γ-氨基丁酸促进低氮胁迫大豆幼苗生长及氮素吸收的生理途径
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作者 李家欣 周伟鑫 +6 位作者 褚霈宇 卢敏嘉 姚玉波 宋秋来 曹亮 王孟雪 金喜军 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第9期1877-1891,共15页
【目的】明确淋浇外源γ-氨基丁酸(GABA)促进低氮胁迫下大豆幼苗生长的生理途径。【方法】选用不结瘤大豆(引自中国农业科学院,编号WDD01795,简称L)及其结瘤突变体(L-M,自然突变获得)为供试材料,进行沙培试验。以Hoagland营养液(N 14.5 ... 【目的】明确淋浇外源γ-氨基丁酸(GABA)促进低氮胁迫下大豆幼苗生长的生理途径。【方法】选用不结瘤大豆(引自中国农业科学院,编号WDD01795,简称L)及其结瘤突变体(L-M,自然突变获得)为供试材料,进行沙培试验。以Hoagland营养液(N 14.5 mmol/L,CK)为对照,设置N 2.9 mmol/L的低氮胁迫营养液处理(LN),和添加5 mmol/L GABA的低氮胁迫营养液处理(LN+GABA)。大豆材料首先在浇灌清水条件下生长至V1期(记为第1天),剥去子叶,连续淋浇3天处理营养液,然后在正常营养液中继续生长30天。在处理后的5、10、15、20天,分别取植株和根系样品,称量生物量和记录生长形态指标,测定无机氮、有机氮含量,氮代谢酶活性。【结果】与CK相比,LN显著抑制了结瘤和不结瘤大豆生长相关生理和形态指标。与LN相比,LN+GABA处理显著提高了处理后第20和30天结瘤和不结瘤大豆株高、茎粗、叶面积、根长、根体积、叶干重、茎干重、根干重和生长速率,处理后30天结瘤大豆的平均生长速率的增幅为36.53%,不结瘤大豆为52.44%;LN+GABA处理提高了根、茎、叶中NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,以及根系和叶片中氮同化和氮代谢关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸-草酰乙酸转氨酶(GOT)和谷氨酸-丙酮酸转氨酶(GPT)活性,并且处理后第20和30天结瘤大豆品种根、茎、叶氮素积累量平均提升幅度分别为42.35%、22.05%、41.70%,不结瘤大豆则分别为23.56%、34.23%、30.97%;显著提高了叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,以及光合参数中净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,降低了胞间二氧化碳浓度。【结论】淋浇GABA可提高大豆氮同化关键酶活性,促进大豆植株氮素积累和主要含氮化合物含量提高,改善地上部光合色素含量、光合参数,进而促进氮胁迫下大豆幼苗生长,且外源GABA对低氮胁迫下不结瘤大豆吸收、同化和利用氮素的促进效果优于结瘤大豆。 展开更多
关键词 大豆 低氮胁迫 Γ-氨基丁酸 氮素积累 光合参数 幼苗生长
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大豆种质苗期低氮耐性筛选和鉴定
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作者 何国欣 李素娟 +4 位作者 王剑 陶晓园 叶子弘 陈光 徐盛春 《浙江农业学报》 北大核心 2025年第5期965-976,共12页
苗期大豆耐低氮精准鉴定可有效提高种质规模化筛选,加速耐低氮品种培育。本研究以557份不同来源大豆种质为材料,在不同氮素水平(7.5、0.75 mmol·L^(-1))下开展苗期鉴定,测定生物量、根长、相对叶绿素含量等14个生理指标,利用方差... 苗期大豆耐低氮精准鉴定可有效提高种质规模化筛选,加速耐低氮品种培育。本研究以557份不同来源大豆种质为材料,在不同氮素水平(7.5、0.75 mmol·L^(-1))下开展苗期鉴定,测定生物量、根长、相对叶绿素含量等14个生理指标,利用方差分析、相关性分析、模糊隶属函数法、主成分综合评价法和聚类分析等对种质资源的耐低氮特性进行评价。在低氮胁迫下,除第2片复叶的实际光合效率和第1片复叶调节性能量耗散的量子产量无显著性差异外,其余12个指标均呈显著性差异。通过主成分分析将显著变化的12个性状耐氮系数转化为5个综合指标,累计贡献率为80.87%,基于主成分综合评价值(D)将557份大豆种质聚类分析分为5类,分别是耐低氮型、较耐低氮型、中耐低氮型、低氮较敏感型和低氮敏感型。筛选出耐低氮型,包含石豆2号、YJ002313和AMURSKAYA 402共3份;低氮敏感型,包含克c14-705、中野1号、97鉴23、皮黑豆和永城大籽绿豆等10份。依据逐步线性回归分析筛选出地下部长度、地下部干重、根冠比(RL/SL)、第2片复叶调节性能量耗散的量子产量和第1片复叶相对叶绿素含量作为关键重要特征对大豆耐低氮特性进行评价。本研究挖掘到大豆耐低氮优异种质,可为大豆耐低氮品种的选育提供材料基础。 展开更多
关键词 大豆 耐低氮 种质资源筛选 生理特性 主成分综合评价法
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低氮胁迫下作物谷氨酰胺合成酶-谷氨酸合成酶循环的研究进展
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作者 方嘉琪 赵妍 +1 位作者 周青平 汪辉 《草业科学》 北大核心 2025年第4期1036-1050,共15页
氮素是作物生长的必需元素之一,作物从外界环境吸收氮素后经过体内的转运、代谢过程而被同化为有机氮,进而促进其生长发育。充分认识作物氮同化过程,对研究作物氮代谢机制,提高作物氮高效利用具有重要意义。本文通过利用citespace软件... 氮素是作物生长的必需元素之一,作物从外界环境吸收氮素后经过体内的转运、代谢过程而被同化为有机氮,进而促进其生长发育。充分认识作物氮同化过程,对研究作物氮代谢机制,提高作物氮高效利用具有重要意义。本文通过利用citespace软件分析了540篇国内外作物在低氮胁迫下的氮同化,研究进展、热点和发展趋势并进行可视化分析,结果表明低氮胁迫下硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)响应不同,但各个酶之间功能耦合,受多层级调控,不同器官间存在功能分化。NR活性受NRTs双亲和系统及Dof1/miRNA调控。Ni R协同NR受光-氮信号互作,通过基因工程靶向调控亚硝酸盐以提升抗逆性。GDH通过同工酶介导碳氮整合与衰老氮再动员。GOGAT异构体主导氮分配其表达受氮源类型及物种遗传背景调控。最后展望未来作物在氮代谢相关领域研究方向,以期为合理施氮、促进同化物积累、提高作物产量及品质的相关研究提供参考。 展开更多
关键词 氮代谢 氮同化 低氮胁迫 GS-GOGAT循环 氮利用效率 转录因子 信号通路
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低磷胁迫下杉木根系对硝态氮的响应
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作者 陈海姝 陈婉婷 +2 位作者 林雅雯 赵铭臻 李明 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第3期7-18,共12页
以不同杉木半同胞家系幼苗为研究材料,采用水培控制试验,设计正常供磷和低磷胁迫处理15 d后,分别在2种供磷水平下进行0.5倍、1倍、1.5倍、2倍供氮处理培养15 d,测定正常供磷和低磷胁迫下杉木幼苗响应不同强度硝态氮添加的根系形态、根... 以不同杉木半同胞家系幼苗为研究材料,采用水培控制试验,设计正常供磷和低磷胁迫处理15 d后,分别在2种供磷水平下进行0.5倍、1倍、1.5倍、2倍供氮处理培养15 d,测定正常供磷和低磷胁迫下杉木幼苗响应不同强度硝态氮添加的根系形态、根系分泌、保护酶活性、氮代谢相关酶活性和氮磷代谢相关基因表达的变化,研究杉木幼苗根系对正常供磷和低磷胁迫下杉木幼苗响应不同强度硝态氮添加的适应性机制。结果表明:10号杉木家系的根系形态响应最为敏感,低磷胁迫下的高强度硝态氮添加处理显著促进了其根系增生和侧根增多。硝态氮添加能够显著缓解10号家系缺磷胁迫导致的根系P含量减少,显著增加根系酸性磷酸酶和有机酸的分泌,且根系超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性及丙二醛含量显著降低。此外,硝态氮添加并不能有效缓解低磷带来的氮代谢活动的减弱,低磷胁迫下,10号家系根系NR活性和NiR活性显著降低,而硝态氮添加处理的根系NR和NiR活性依旧低于正常供磷处理。qPCR分析表明,正常供磷下硝态氮添加会诱导10号家系根系ClNRT1.1、ClNIR1和ClCPR2显著下调表达来降低氮吸收和代谢,而低磷胁迫下硝态氮添加会诱导ClNIR1和ClCPR2显著上调表达来增加对硝态氮还原能力,从而提高对高氮低磷环境的适应能力。 展开更多
关键词 杉木 硝态氮 低磷胁迫 根系 氮磷协同
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燕麦AsDof6.5基因的克隆及其在低氮胁迫下的表达分析
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作者 王越 郭璟 +3 位作者 张银翠 李静 祁存英 周同永 《草地学报》 北大核心 2025年第2期360-369,共10页
为筛选与燕麦(Avena sativa L.)耐低氮相关的Dof类基因,本研究以燕麦耐低氮品种‘加燕2号’和不耐低氮品种‘青永久016’为试验材料,在低氮胁迫下进行转录组测序获得一个与耐低氮相关的差异表达基因AsDof6.5。通过PCR扩增获得AsDof6.5... 为筛选与燕麦(Avena sativa L.)耐低氮相关的Dof类基因,本研究以燕麦耐低氮品种‘加燕2号’和不耐低氮品种‘青永久016’为试验材料,在低氮胁迫下进行转录组测序获得一个与耐低氮相关的差异表达基因AsDof6.5。通过PCR扩增获得AsDof6.5基因编码区无内含子、开放阅读框含有858 bp和编码285个氨基酸,理论等电点为8.63和蛋白分子量为29550.01 Da,并获得AsDof6.5基因启动子区域序列2227 bp。启动子分析预测表明,该区段包含脱落酸、茉莉酸以及防御应激反应等与逆境胁迫相关的多个顺式作用元件。蛋白质序列分析表明,AsDof6.5具有高度保守的zf-Dof结构域,属于AsDof基因家族成员。系统进化树及同源比对表明,燕麦AsDof6.5蛋白与黑麦草(Lolium rigidum L.)和多年生黑麦草(Lolium perenne L.)同源蛋白亲缘关系最近,且与其他禾本科植物Dof蛋白同源比较一致性为73.99%,但zf-Dof结构域一致性高达99.50%,具有高度保守性,说明可能具有类似的功能。亚细胞定位结果显示AsDof6.5蛋白定位在细胞核和细胞膜中。荧光定量PCR(RT-qPCR)结果表明,低氮胁迫下AsDof6.5基因的表达量极显著下降(P<0.01),且根中几乎不表达,叶中的表达量是根中的100倍左右。因此推测,在燕麦耐低氮过程中,AsDof6.5基因可能在细胞核和细胞膜中发挥重要作用,为探索AsDof6.5基因的功能及调控机制奠定基础。 展开更多
关键词 燕麦 低氮胁迫 AsDof6.5 基因表达
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低温胁迫下黄瓜幼苗生长和氮素代谢对外源硝态氮供应水平的响应
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作者 班甜甜 马超 +2 位作者 李晓慧 陈卓 刘小翠 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第3期564-577,共14页
【目的】明确低温胁迫下适宜黄瓜生长的外源硝态氮浓度,为非生物胁迫下黄瓜的科学施肥提供参考。【方法】在Hoagland营养液配方的基础上调节硝态氮(NO_(3)^(−)-N)浓度,形成4个新配方,其NO_(3)^(−)-N浓度依次为0(N0)、6 mmol/L(N6)、12 m... 【目的】明确低温胁迫下适宜黄瓜生长的外源硝态氮浓度,为非生物胁迫下黄瓜的科学施肥提供参考。【方法】在Hoagland营养液配方的基础上调节硝态氮(NO_(3)^(−)-N)浓度,形成4个新配方,其NO_(3)^(−)-N浓度依次为0(N0)、6 mmol/L(N6)、12 mmol/L(N12)和24 mmol/L(N24)。以4叶1心的黄瓜种苗(品种为‘新泰密刺’)为供试材料,移栽至处理营养液中,在昼/夜温度为15°C/10°C(低温)的人工气候室中生长4天,然后收获并分为根部和地上部样品,测定叶绿素相对含量(SPAD值)、植株干重、氮代谢酶及抗氧化酶活性和硝态氮代谢相关基因表达量。【结果】低温胁迫下,黄瓜根和叶中的可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、谷氨酸合成酶活性、过氧化物酶活性、GS-1、GS-2表达量和叶绿素含量均在N24处理时达到最大值,而黄瓜植株干重、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性在N6处理时达到最大值;黄瓜根中硝态氮吸收转运基因(NRT1s)、硝态氮还原基因(NRs、NiR)与谷氨酸合成酶基因(GOGATs)的表达量均在N24处理时达到最大值,与根部硝态氮含量的变化一致;而叶部GOGAT-1-1、GOGAT-1-2、GOGAT-2-1和GOGAT-2-2的表达量在N6处理时达到最大值;低温条件下,N6、N12和N24处理的黄瓜根和叶中丙二醛(MDA)含量均低于N0,变化规律与其他指标相反。主成分分析结果表明,N6处理下黄瓜幼苗响应低温胁迫的总评分最高。【结论】低温胁迫且外源NO_(3)^(−)-N较低时,黄瓜通过上调叶部NRT1.2、NRT1.3、NRT1.9和NRT1.10的表达促进NO_(3)^(−)-N向叶部的转运,并提升氮代谢酶活性促进对氮的转化和利用,以较高的干物质积累量维持植株的生长,适应低温胁迫;而低温复合外源高浓度NO_(3)^(−)-N时,黄瓜显著上调根部NRT1s(NRT1.5、NRT1.8)基因的表达水平,增加根对外界NO_(3)^(−)-N的吸收量,但是高酶活性加快植株代谢,不利于干物质的积累。主成分分析结果表明,较低的外源NO_(3)^(−)-N浓度(6 mmol/L)更有利于抵御低温胁迫。 展开更多
关键词 低温胁迫 硝态氮 氮代谢酶活性 氮代谢基因表达 抗氧化系统
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接种芽孢杆菌及其复合菌群对低磷胁迫下大豆生长及氮磷吸收的影响
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作者 王琳萍 赖易文 +2 位作者 周一帆 陆星 王秀荣 《南方农业学报》 北大核心 2025年第1期169-179,共11页
【目的】评价3株芽孢杆菌及其复合菌群的溶磷能力及促生效果,为开发微生物菌肥缓解大豆低磷胁迫和提高大豆产量提供理论依据。【方法】以3株芽孢杆菌嗜气芽孢杆菌(Bacillus aerophilus,B1)、阿氏芽孢杆菌(Priestia aryabhattai,B2)、贝... 【目的】评价3株芽孢杆菌及其复合菌群的溶磷能力及促生效果,为开发微生物菌肥缓解大豆低磷胁迫和提高大豆产量提供理论依据。【方法】以3株芽孢杆菌嗜气芽孢杆菌(Bacillus aerophilus,B1)、阿氏芽孢杆菌(Priestia aryabhattai,B2)、贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis,B3)其复合菌群(B1+B2、B1+B3、B2+B3或B1+B2+B3)为供试菌剂,进行溶磷能力评价;进一步进行低磷胁迫盆栽试验,设8个处理,分别为不接种对照(CK)、3个接种单一芽孢杆菌处理(B1、B2、B3)及4个接种芽孢杆菌复合菌群处理(B1+B2、B1+B3、B2+B3、B1+B2+B3),测定大豆的株高、干重、氮磷吸收量、叶片SPAD值、根系性状(总根长、根表面积、根平均直径、根系体积)以及根际芽孢杆菌丰度。【结果】3株芽孢杆菌及其复合菌群均具有溶磷能力,其中,复合菌群B1+B3溶磷能力最强。盆栽试验结果表明,低磷胁迫下,所有接种处理均能显著增加大豆的株高、地上部和根部干重、地上部和根部氮磷吸收量(P<0.05,下同),同时改善大豆的根系性状。其中,接种B1+B3复合菌群的促生效果最佳,与CK相比,大豆株高显著增加64.42%,地上部和根部干重分别显著增加208.08%和209.68%,大豆总根长、根表面积、根平均直径和根系体积分别显著增加110.97%、284.93%、40.39%和361.69%,地上部和根部氮吸收量分别显著增加94.41%和248.24%,地上部和根部磷吸收量分别显著增加391.55%和436.04%。而与双接种相比,接种B1+B2+B3复合菌群并无进一步的促生效果。此外,接种芽孢杆菌还相应地促进了其在大豆根际的定殖。【结论】在低磷胁迫条件下,接种3株芽孢杆菌及其复合菌群均对大豆生长有促进作用,并可提高大豆的氮磷吸收量。复合菌群B1+B3接种效果较佳,具有开发微生物复合菌肥的潜能。 展开更多
关键词 大豆 低磷胁迫 芽孢杆菌 复合菌群 促生效果 氮磷吸收
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低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响 被引量：81
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作者 李强 罗延宏 +3 位作者 余东海 孔凡磊 杨世民 袁继超 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1132-1141,共10页
【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对... 【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。 展开更多
关键词 玉米品种 低氮胁迫 光合效率 叶绿素荧光特性
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不同甘蔗基因型对低氮胁迫的响应 被引量：29
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作者 王伦旺 李杨瑞 +3 位作者 杨荣仲 李翔 黄家雍 方锋学 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期508-514,共7页
为了解甘蔗不同品种的耐低氮胁迫栽培的能力,以每公顷施尿素300、150和0 kg的3种施氮水平处理作主区,选择5个引进的固氮甘蔗品种和广西主栽品种之一新台糖16号(CK)作副区,进行1年新植1年宿根裂区试验。结果表明:各品种新植蔗产量极显著... 为了解甘蔗不同品种的耐低氮胁迫栽培的能力,以每公顷施尿素300、150和0 kg的3种施氮水平处理作主区,选择5个引进的固氮甘蔗品种和广西主栽品种之一新台糖16号(CK)作副区,进行1年新植1年宿根裂区试验。结果表明:各品种新植蔗产量极显著高于宿根蔗,施氮比不施氮增产达极显著水平,每公顷施尿素300与150 kg之间产蔗量差异不显著。3种施氮水平下5个引进品种新植宿根平均产蔗量极显著高于CK。不施氮对各参试品种的分蘖、宿根发株、伸长、成茎均有不利影响,特别是对分蘖和有效茎数的不利影响较大。各品种耐无氮、低氮肥胁迫栽培的能力从高到低依次为B8>B9>B5>B1>B3>新台糖16。研究结果可为今后进行固氮或氮高效利用甘蔗品种的选育和推广提供参考。 展开更多
关键词 甘蔗品种 低氮胁迫 农艺性状 产量 固氮 响应
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低氮胁迫对不同耐低氮玉米品种苗期伤流液性状及根系活力的影响 被引量：36
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作者 吴雅薇 李强 +4 位作者 豆攀 孔凡磊 马晓君 程秋博 袁继超 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期278-288,共11页
【目的】研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期生长、伤流性状及根系活力的影响,比较不同耐低氮性玉米品种对低氮胁迫响应的差异,以期为西南丘陵地区耐低氮玉米品种的选育提供理论依据。【方法】以两个耐低氮品种‘正红311’、‘成... 【目的】研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期生长、伤流性状及根系活力的影响,比较不同耐低氮性玉米品种对低氮胁迫响应的差异,以期为西南丘陵地区耐低氮玉米品种的选育提供理论依据。【方法】以两个耐低氮品种‘正红311’、‘成单30’和两个低氮敏感品种‘先玉508’、‘三北2号’为试验材料进行水培试验,营养液设置4个氮水平:0、0.05、0.5、5 mmol/L。测定了苗期株高等形态指标、干物质积累量、根系活力,计算了根冠比、活跃吸收面积比、伤流液中可溶性蛋白等转运速度及氨基酸/硝态氮浓度的比值。【结果】低氮胁迫下玉米苗期苗高、茎粗、叶面积、SPAD、单株干重、地上部干重、伤流强度,伤流液中可溶性蛋白和可溶性糖转运速度,氨基酸和硝态氮转运速度及浓度,根系活力,根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著下降,但耐低氮品种各指标的降幅均低于低氮敏感品种。根冠比、伤流液中氨基酸/硝态氮浓度比值均显著升高,可溶性蛋白和可溶性糖浓度随胁迫时间的延长表现出先下降后升高的趋势。耐低氮品种根冠比增幅低于低氮敏感品种,而可溶性蛋白浓度的增幅高于低氮敏感品种,且低氮胁迫下耐低氮品种根系活力、伤流液中可溶性蛋白和可溶性糖浓度显著高于低氮敏感品种。【结论】耐低氮品种在低氮胁迫下能够保持较高的根系活力,进而促进了根系对营养物质的吸收和转运,提高了伤流液中各组分的浓度和转运速度,较好地维持了碳氮循环,从而有效地协调了植株地上、地下部养分和物质的分配,控制了根冠比的增加,维持了地上部的生长。 展开更多
关键词 玉米 低氮胁迫 生长 伤流性状 根系活力
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不同糜子品种对低氮胁迫的生物学响应 被引量：34
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作者 张美俊 乔治军 +4 位作者 杨武德 冯美臣 肖璐洁 王冠 段云 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期661-669,共9页
采用溶液培养的方法,研究了低氮胁迫下不同糜子品种苗期生物学性状、氮素吸收利用效率差异及与根系形态生理指标之间的相关关系。结果表明,低氮胁迫下,糜子地上部生长受抑程度大于根部,植株氮累积量降低但氮利用效率明显提高。晋黍7号... 采用溶液培养的方法,研究了低氮胁迫下不同糜子品种苗期生物学性状、氮素吸收利用效率差异及与根系形态生理指标之间的相关关系。结果表明,低氮胁迫下,糜子地上部生长受抑程度大于根部,植株氮累积量降低但氮利用效率明显提高。晋黍7号株高、叶面积、茎叶干重、根干重、总根数、总吸收面积和活性吸收面积下降幅度在所测试品种中均最小,其总氮累积量分别是晋黍1号、晋黍5号、晋黍8号的1.35、1.50、1.39倍,根系氮累积量/总氮量的百分率增加的幅度和地上部氮累积量/总氮量的百分率下降的幅度均最低,分别为9.75%和3.47%;植株氮利用效率比晋黍1号、晋黍5号、晋黍8号分别高20.92%、12.44%、14.83%。晋黍7号较其他品种更耐低氮胁迫。低氮胁迫下,糜子根系干重、总根长、总吸收面积与总氮累积量呈显著线性相关,表明低氮胁迫下,根系形态生理指标对氮素吸收效率起重要作用。 展开更多
关键词 糜子 低氮胁迫 生物学性状 氮效率
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低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期生长和生理特性的影响 被引量：33
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作者 李强 罗延宏 +3 位作者 龙文靖 孔凡磊 杨世民 袁继超 《草业学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期204-212,共9页
以4个不同耐低氮性玉米品种为材料,采用盆栽试验研究低氮胁迫对玉米苗期生长和生理特性的影响。结果表明,低氮胁迫下玉米苗期株高、叶面积、地上部干重、单株干重、氮积累量、地上部氮分配比例及叶绿素、可溶性蛋白等指标均显著下降;根... 以4个不同耐低氮性玉米品种为材料,采用盆栽试验研究低氮胁迫对玉米苗期生长和生理特性的影响。结果表明,低氮胁迫下玉米苗期株高、叶面积、地上部干重、单株干重、氮积累量、地上部氮分配比例及叶绿素、可溶性蛋白等指标均显著下降;根冠比、根系氮分配比例、氮素生理效率、可溶性糖、MDA、脯氨酸和POD等均显著升高,根系干重在各氮水平下差异不明显。低氮胁迫下,耐低氮品种株高、叶面积、单株干重、地上部干重、根冠比、氮积累量、地上部氮分配比例、根系氮分配比例和叶绿素、可溶性蛋白、MDA变化幅度低于不耐低氮品种,而氮素生理效率、可溶性糖、脯氨酸和POD变化幅度则大于不耐低氮品种。与不耐低氮品种相比,耐低氮品种通过保持地上部氮分配比例,较高的叶绿素含量和较大叶面积来维持较强的光合生产能力;通过保持较高的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等有机渗透物质含量和较强的POD活性来降低膜脂过氧化伤害,延缓叶片衰老,从而提高了其对低氮环境的适应性。 展开更多
关键词 玉米苗期 低氮胁迫 生长 生理
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缺氮条件下玉米自交系叶绿素含量与光合效率的变化 被引量：60
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作者 汤继华 谢惠玲 +4 位作者 黄绍敏 胡彦民 刘宗华 季洪强 寇志安 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2005年第5期10-12,共3页
在低氮胁迫条件下,对25个玉米自交系穗三叶叶绿素含量、光合速率等进行了研究。结果表明:不同玉米自交系穗三叶叶绿素含量的降低呈现相似的规律性,光合速率也出现不同程度的降低,不同自交系间降低的幅度存在较大差异。穗位叶叶绿素含量... 在低氮胁迫条件下,对25个玉米自交系穗三叶叶绿素含量、光合速率等进行了研究。结果表明:不同玉米自交系穗三叶叶绿素含量的降低呈现相似的规律性,光合速率也出现不同程度的降低,不同自交系间降低的幅度存在较大差异。穗位叶叶绿素含量的降低可作为氮素利用效率的次级选择指标,以穗位叶叶绿素含量降低的百分率为指标,将供试材料分成4类,其中许178、辽5114等自交系叶绿素含量降低幅度较小,具有较高的氮素利用效率。 展开更多
关键词 玉米自交系 低氮胁迫 叶绿素含量 光合速率
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玉米杂交种苗期耐低氮指标的筛选与综合评价 被引量：60
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作者 李强 罗延宏 +3 位作者 谭杰 孔凡磊 杨世民 袁继超 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1190-1199,共10页
为探明耐低氮玉米杂交种的苗期筛选鉴定方法,筛选出耐低氮能力强、可推广应用到生产上的玉米杂交种,本研究采用蛭石和珍珠岩盆栽、Hoagland营养液培养方式,以西南地区生产中应用的51个玉米杂交种为材料,对供试品种进行了2年的低氮胁迫... 为探明耐低氮玉米杂交种的苗期筛选鉴定方法,筛选出耐低氮能力强、可推广应用到生产上的玉米杂交种,本研究采用蛭石和珍珠岩盆栽、Hoagland营养液培养方式,以西南地区生产中应用的51个玉米杂交种为材料,对供试品种进行了2年的低氮胁迫苗期筛选试验。结果表明:低氮胁迫对各玉米品种苗期主要形态、生理指标均有显著影响,但影响的程度在指标间和品种间均有较大差异。根据相对值变异系数大小,筛选出叶面积、氮积累量、根冠比、地上部干重、根体积、根干重和单株干重7个指标作为耐低氮能力的评价指标。以7个指标归一化的变异系数为权重进行耐低氮能力模糊隶属函数综合评价,并与用全部指标(第1年为13个指标,第2年为25个指标)模糊隶属函数评价和主成分分析法评价的结果进行比较,7个指标评价结果与全部指标综合评价结果基本一致,得出的耐低氮能力强和弱的前10个品种的重合率分别达90%和80%,说明筛选指标的代表性和评价方法的可行性。本研究表明上述7个指标可以作为玉米苗期耐低氮能力评价指标,并筛选出‘正红311’、‘成单30’、‘黔北2号’等适宜于中国西南丘陵山区种植的耐低氮品种。 展开更多
关键词 玉米杂交种 苗期 低氮胁迫 指标筛选 模糊隶属函数 主成分分析
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不同基因型小麦对低氮胁迫的生物学响应 被引量：51
20
作者 张定一 张永清 +1 位作者 杨武德 苗果园 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1349-1354,共6页
采用溶液培养法,研究了不同基因型春小麦(加春1、24、号)根系对低氮胁迫的生物学响应、苗期氮素吸收、分配的基因型差异以及与根系形态之间的相关关系。结果表明,在低氮胁迫下,小麦的根重、根长、根条数、根系总吸收面积与活性吸收面积... 采用溶液培养法,研究了不同基因型春小麦(加春1、24、号)根系对低氮胁迫的生物学响应、苗期氮素吸收、分配的基因型差异以及与根系形态之间的相关关系。结果表明,在低氮胁迫下,小麦的根重、根长、根条数、根系总吸收面积与活性吸收面积、根系活力均明显降低,但不同基因型间差异明显,加春2号根系具有较好的形态学与生理学性状,根重、根长、根总吸收面积与活性吸收面积、根系活力的下降幅度明显低于其他2个基因型,地上部氮累积量占总氮量的百分率比其他2个基因型分别高7.6%和8.2%,氮的利用率也分别高8.0%和9.9%,差异达显著水平。加春2号比其他2个基因型更能适应低氮环境胁迫。在低氮胁迫下,春小麦根重、根总长度、根系活力、根系总吸收面积及活性吸收面积与总吸氮量呈显著线性相关,而在高氮水平下无相关关系,表明在氮素胁迫条件下,根系形态对氮吸收率起重要作用。 展开更多
关键词 春小麦 低氮胁迫 根系 生物学响应
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