论文部分内容阅读
该课题以拟南芥为试验材料,研究了正常供氮(1/2 N:29.4 mmol/L)以及高氮(2N:117.6 mmol/L)和低氮(1/20N:2.94 mmol/L)三种处理对野生型(Col-0)及硝酸转运蛋白缺失突变体chl1-5(NRT1.1)、硝酸还原酶缺失突变体nia1,nia2以及隐花色素1缺失突变体cry1四种拟南芥材料的根系生长特性、根内生长素分布、根系发育相关基因表达量、以及不同氮素形态对硝酸还原酶的影响。高氮条件下抑制拟南芥根系的生长,而低氮条件则促进植物根系的生长。4种材料根部表型存在差异:chl1-5和nia1,nia2突变体与野生型材料相比,主根长更短,侧根数目更多,根毛数目更多,分生区更短。chl1-5突变体的根短、根毛多,其表型在不同氮素处理条件下变化不显著。根内生长素含量随氮素浓度降低而升高,相比其它三种材料chl1-5突变体根内生长素合成量显著增加。NRT1.1蛋白水平与根内生长素含量呈反比,表明硝酸转运蛋白与生长素合成和运输能力呈负相关性。而隐花色素蛋白CRY1正向调控根内生长素合成。硝酸还原酶的变化趋势与生长素含量的变化趋势相似,chl1-5突变体内硝酸还原酶活性显著高于其它三种材料,表明硝酸转运蛋白可能与酸还原酶活性呈负相关性。植物体内硝态氮和铵态氮含量随外源氮素浓度增加而增加,并且地下部的硝态氮含量升高尤为显著。chl1-5突变体硝态氮显著低于其它三种材料,而和铵态氮含量显著高于其它三种材料,表明硝酸转运蛋白参与了拟南芥体内硝态氮的吸收和运输。与野生型材料相比,chl1-5突变体中生长素合成相关基因表达量升高,而其生长素运输相关基因表达量下降。cry1突变体中生长素合成相关基因变化不显著,但生长素运输相关基因表达量升高。相较野生型材料,nia1,nia2突变体中生长素合成和运输相关基因的表达量均有所下降。硝酸还原酶活性与生长素合成量呈正相关,所以它可能是氮素调控根伸长的关键信号节点。