【摘 要】
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谷子是有多种用途的作物,具有生育期短、抗旱、耐贫瘠以及抗逆性强等特点。氮素是植物生长必需的重要营养元素,通过提高氮素利用效率来提高产量是谷子育种的目的之一。本研究通过苗期和成株期相结合的方式,设置不同水平的氮素处理,利用主成分分析和综合评价D值对野生型和转基因谷子株系进行耐低氮性鉴定,并对本实验室已筛选出的8个氮代谢相关基因进行表达分析,初步解析转基因谷子株系耐低氮分子机制,旨在为谷子耐低氮分子育
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谷子是有多种用途的作物,具有生育期短、抗旱、耐贫瘠以及抗逆性强等特点。氮素是植物生长必需的重要营养元素,通过提高氮素利用效率来提高产量是谷子育种的目的之一。本研究通过苗期和成株期相结合的方式,设置不同水平的氮素处理,利用主成分分析和综合评价D值对野生型和转基因谷子株系进行耐低氮性鉴定,并对本实验室已筛选出的8个氮代谢相关基因进行表达分析,初步解析转基因谷子株系耐低氮分子机制,旨在为谷子耐低氮分子育种提供参考。主要研究结果如下:1、低氮胁迫下,成株期谷子22个性状都有不同程度的降低,苗期除根长、根冠比外,其余11个性状都呈现不同的下降。2、成株期生物产量(CV=35.35%)、经济产量(CV=28.75%)及草重(CV=27.07%)3个性状耐低氮系数的变异系数较大;苗期水培条件下,地下部干重(CV=59.29%)、地上部鲜重(CV=59.17%)、叶面积(CV=49.52%)和单株干质量(CV=49.31%)4个性状耐低氮系数的变异系数较大。3、对各性状的耐低氮系数进行主成分分析,结合基于隶属函数的综合评价D值法对参试材料进行耐低氮性评价,利用欧氏距离法可将7个谷子株系聚为三类。其中转NRT3.1B基因的5号株系在苗期及成株期均表现出较强耐低氮性,而转NRT3.1A基因的2、3和4号株系以及转NRT3.1B基因的7号株系耐低氮性较弱。4、转NRT3.1B基因的5号株系在低氮条件下腈水合酶和谷氨酰胺合成酶基因的表达量降低,氰化物水合酶基因、碳酸酐酶基因、铁氧还蛋白-亚硝酸盐还原酶基因以及谷氨酸脱氢酶基因的表达量提高,有利于协调相关的氮循环与碳循环,从而提高其耐低氮性。
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