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拟南芥异源过表达木薯MeNRT2.6基因对氮素利用效率的影响
1
作者
翟敏
曹颖杰
+7 位作者
林晨俞
赵平娟
李文彬
于晓玲
廖文彬
阮孟斌
邹良平
李壮
《华南农业大学学报》
北大核心
2025年第4期459-470,共12页
【目的】高亲和硝酸盐转运蛋白家族2(Nitrate transporter 2,NRT2)基因在低氮条件下上调表达可促进植物对氮素的有效吸收,对提升植物耐低氮胁迫能力至关重要。本研究聚焦木薯Manihot esculenta Crantz的MeNRT2.6基因功能研究,通过在拟南...
【目的】高亲和硝酸盐转运蛋白家族2(Nitrate transporter 2,NRT2)基因在低氮条件下上调表达可促进植物对氮素的有效吸收,对提升植物耐低氮胁迫能力至关重要。本研究聚焦木薯Manihot esculenta Crantz的MeNRT2.6基因功能研究,通过在拟南芥Arabidopsis thaliana中异源过表达MeNRT2.6,解析MeNRT2.6在氮素利用效率方面的功能,为提高氮素利用效率的定向分子育种提供理论和技术支撑。【方法】以转录组筛选出的低氮条件下在木薯根、茎、叶中均具有较高表达的MeNRT2.6基因作为研究对象,以木薯C3品种的cDNA为模板进行PCR扩增获得MeNRT2.6基因片段。通过生物信息学和组织表达分析,并结合原生质体瞬时表达系统确定MeNRT2.6的表达组织和亚细胞定位模式。利用浸花法创制在拟南芥中异源过表达MeNRT2.6的转基因株系,测定转基因株系在低、高浓度硝态氮条件下生理指标以及4个氮代谢关键酶−硝酸还原酶(Nitrate reductase,NR)、亚硝酸还原酶(Nitrite reductase,NiR)、谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)和谷氨酸合成酶(Glutamate synthase,GOGAT)的活性。【结果】MeNRT2.6与毛果杨PtNRT2.7的亲缘关系最近,氨基酸序列相似性达74.5%;其启动子序列存在逆境和激素类顺式响应元件。MeNRT2.6蛋白定位于细胞膜。在0.5 mmol/L硝态氮处理下,MeNRT2.6根据不同处理方式分别在木薯根、茎、叶中被诱导表达;在39.5 mmol/L硝态氮处理下,MeNRT2.6基因只在叶中被诱导表达,而与处理方式无关。0.5 mmol/L硝态氮胁迫下异源过表达MeNRT2.6基因的拟南芥转基因株系的根长、株高、鲜质量增加,氮代谢关键酶GOGAT、NR活性显著提升。【结论】木薯MeNRT2.6基因启动子区域存在低氮响应元件,在拟南芥中异源表达MeNRT2.6基因能提高植株的氮素利用效率,对木薯氮高效种质的开发具有参考意义。
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关键词
木薯
MeNRT2.6基因
异源过表达
硝态氮胁迫
氮素利用
评价指标
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题名
拟南芥异源过表达木薯MeNRT2.6基因对氮素利用效率的影响
1
作者
翟敏
曹颖杰
林晨俞
赵平娟
李文彬
于晓玲
廖文彬
阮孟斌
邹良平
李壮
机构
四川
农业
大学农
学院
中国热带农业科学院
热带
生物技术
研究
所
中国热带农业科学院三亚研究院/热带农业资源研究院
海南大学
热带
农林
学院
出处
《华南农业大学学报》
北大核心
2025年第4期459-470,共12页
基金
海南省科技专项(ZDYF2023XDNY179)
海南省自然科学基金(322MS146)
中国热带农业科学院热带生物技术研究所基本科研业务费(1630052022026)。
文摘
【目的】高亲和硝酸盐转运蛋白家族2(Nitrate transporter 2,NRT2)基因在低氮条件下上调表达可促进植物对氮素的有效吸收,对提升植物耐低氮胁迫能力至关重要。本研究聚焦木薯Manihot esculenta Crantz的MeNRT2.6基因功能研究,通过在拟南芥Arabidopsis thaliana中异源过表达MeNRT2.6,解析MeNRT2.6在氮素利用效率方面的功能,为提高氮素利用效率的定向分子育种提供理论和技术支撑。【方法】以转录组筛选出的低氮条件下在木薯根、茎、叶中均具有较高表达的MeNRT2.6基因作为研究对象,以木薯C3品种的cDNA为模板进行PCR扩增获得MeNRT2.6基因片段。通过生物信息学和组织表达分析,并结合原生质体瞬时表达系统确定MeNRT2.6的表达组织和亚细胞定位模式。利用浸花法创制在拟南芥中异源过表达MeNRT2.6的转基因株系,测定转基因株系在低、高浓度硝态氮条件下生理指标以及4个氮代谢关键酶−硝酸还原酶(Nitrate reductase,NR)、亚硝酸还原酶(Nitrite reductase,NiR)、谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)和谷氨酸合成酶(Glutamate synthase,GOGAT)的活性。【结果】MeNRT2.6与毛果杨PtNRT2.7的亲缘关系最近,氨基酸序列相似性达74.5%;其启动子序列存在逆境和激素类顺式响应元件。MeNRT2.6蛋白定位于细胞膜。在0.5 mmol/L硝态氮处理下,MeNRT2.6根据不同处理方式分别在木薯根、茎、叶中被诱导表达;在39.5 mmol/L硝态氮处理下,MeNRT2.6基因只在叶中被诱导表达,而与处理方式无关。0.5 mmol/L硝态氮胁迫下异源过表达MeNRT2.6基因的拟南芥转基因株系的根长、株高、鲜质量增加,氮代谢关键酶GOGAT、NR活性显著提升。【结论】木薯MeNRT2.6基因启动子区域存在低氮响应元件,在拟南芥中异源表达MeNRT2.6基因能提高植株的氮素利用效率,对木薯氮高效种质的开发具有参考意义。
关键词
木薯
MeNRT2.6基因
异源过表达
硝态氮胁迫
氮素利用
评价指标
Keywords
Manihot esculenta Crantz
MeNRT2.6 gene
Heterologous overexpression
Nitrate nitrogen stress
Nitrogen utilization
Evaluation indicator
分类号
S533 [农业科学—作物学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
拟南芥异源过表达木薯MeNRT2.6基因对氮素利用效率的影响
翟敏
曹颖杰
林晨俞
赵平娟
李文彬
于晓玲
廖文彬
阮孟斌
邹良平
李壮
《华南农业大学学报》
北大核心
2025
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