【摘 要】
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烟草是我国重要的经济作物。为给烟草氮、钾营养机制研究提供依据,本文通过水培方式,对烟苗进行正常、低氮常钾、低钾常氮、低氮低钾4个不同浓度处理,分析烟苗生理指标、转录组和代谢组数据及二者进行关联分析。主要研究结果如下:1.通过与正常相比,低氮和低钾时,烟苗的株高、叶片数、叶长、叶宽、叶面积、生物量、叶绿素含量会减少,但根长增长。低氮条件下,钾浓度的增加会增大叶面积、提高叶绿素b含量,促进烟苗内NR、
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烟草是我国重要的经济作物。为给烟草氮、钾营养机制研究提供依据,本文通过水培方式,对烟苗进行正常、低氮常钾、低钾常氮、低氮低钾4个不同浓度处理,分析烟苗生理指标、转录组和代谢组数据及二者进行关联分析。主要研究结果如下:1.通过与正常相比,低氮和低钾时,烟苗的株高、叶片数、叶长、叶宽、叶面积、生物量、叶绿素含量会减少,但根长增长。低氮条件下,钾浓度的增加会增大叶面积、提高叶绿素b含量,促进烟苗内NR、GDH、SPS酶活性,提高电子传递效率;低钾条件下,氮素的增加可以提高实际光化学效率Y（II）提高对钾的吸收,促进烟苗内GS和中性转化酶活性,提高体内碳氮代谢强度。2.相对于正常处理,低氮常钾、低钾常氮、低钾低氮处理分别鉴定出差异表达基因896个、1318个和1134个;相对于低氮常钾处理,低钾常氮和低氮低钾处理分别鉴定出差异表达基因为459个、1499个,低钾常氮与低氮低钾的差异表达基因为1544个。差异基因分上调和下调两大类。通过GO功能注释结果表明,差异基因可富集到生物过程、细胞组成、分子功能3大类和30个小类中。通过KEGG富集分析表明,上调的基因主要富集在氮代谢、淀粉代谢、糖类代谢、半乳糖代谢、海藻糖-6-磷酸代谢等代谢途径中;下调的基因主要富集在氮代谢、碳代谢、光合作用等途径中。3.相对于正常处理,低氮常钾、低钾常氮、低钾低氮处理分别鉴定出差异表达代谢产物29、36和38个。相对于低氮常钾处理,低钾常氮和低氮低钾处理分别鉴定出差异表达代谢物33个、33个,低钾常氮与低氮低钾的差异表达代谢物为43个。通过KEGG富集分析,上调的代谢产物主要集中在戊糖磷酸途径、半乳糖代谢、TCA循环、氧化磷酸化、糖酵解、光合生物的固碳作用等代谢途径中;下调的代谢产物主要集中在氨基酸生物合成与代谢、光合生物的固碳作用、ABC转运体、糖酵解等代谢途径。4.通过转录组和代谢组的联合分析,发现代谢物海藻糖-6-磷酸与基因Nitab4.5＿0001992g0100和Nitab4.5＿0009672g0010呈显著正相关;氨基糖和核苷酸糖与基因Nitab4.5＿0000170g0050呈显著正相关,与基因Nitab4.5＿0001568g0140和Nitab4.5＿0012646g0010呈显著负相关;半乳糖、棉子糖代谢产物与基因Nitab4.5＿0000222g0170呈显著正相关。
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