论文部分内容阅读
为加快氮高效苎麻品种的选育进程,提高苎麻的氮素利用率,探究苎麻对硝酸盐利用的分子机制,本研究首先通过盆栽试验,研究不同繁殖材料与施肥方式对苎麻氮素利用率的影响,并以苎麻核心种质资源圃中的35个苎麻品种为研究对象,分别通过水培与盆栽试验筛选出2个氮高效苎麻品种与2个氮低效苎麻品种。通过克隆得到苎麻硝酸盐转运蛋白1.1(Boehmeria nivea L.nitrate transporter1.1,BnNRT1.1)基因的全长cDNA序列,并进行生物信息学分析,同时对氮素利用率不同的苎麻品种龙潭大麻与青皮杆麻进行qRT-PCR表达分析,明确BnNRT1.1在氮素利用率不同的苎麻品种中及不同部位的差异表达情况。研究结果表明:(1)苎麻的氮素利用率与繁殖材料和收割次数有关,第1次收割后扦插苗的氮素累积量显著高于实生苗,第2次收割后实生苗的氮素累积量显著高于扦插苗。(2)苎麻的氮素利用率与施肥方式有关,除中苎1号外,同一苎麻品种在根系施肥条件下的氮素利用率高于叶面施肥条件下的氮素利用率,且在两种施肥条件下中苎1号均为氮高效品种。(3)水培筛选试验结果与盆栽筛选试验结果之间存在一定程度的差异,综合两个筛选试验的结果,得到氮高效苎麻品种为T31(龙潭大麻)、T13(1296),氮低效品种为T21(青皮杆麻)、T15(孟亨青麻),氮高效品种与氮低效品种之间氮素利用率差异较大。(4)克隆得到苎麻BnNRT1.1基因的全长cDNA序列,共1869bp,其中开放阅读框(ORF)1776bp,编码591个氨基酸。(5)生物信息学分析结果表明,苎麻BnNRT1.1基因编码的蛋白质分子量为65.25 kD,等电点为8.85,为疏水性蛋白,具有12个跨膜结构域和15个磷酸化位点,在信号转导与氮素转运等代谢途径中具有重要功能,为该基因的功能验证提供了一定的参考。系统进化分析表明苎麻BnNRT1.1基因与樱桃、白梨、桑树等NRT1基因具有同源关系。(6)qRT-PCR表达分析研究表明,BnNRT1.1主要在苎麻根中表达,而在茎、叶中的表达量相对较低。硝酸盐诱导处理发现,BnNRT1.1在氮高效苎麻品种龙潭大麻中的表达量显著高于氮低效品种青皮杆麻,并且在诱导处理3d后不同品种的BnNRT1.1表达量均达到最大值。本研究结果为氮高效苎麻品种的选育提供了可靠的育种材料,初步揭示了氮高效苎麻品种对硝酸盐吸收利用的分子机制,并初步阐述了BnNRT1.1对硝酸盐的吸收、转运和调控的分子机制,旨在提高苎麻的氮素利用率。