【摘 要】
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氮素是植物生长发育过程中必需的一种大量元素,植物体内新陈代谢活动以及大量生命物质合成都需要氮素的参与。铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)作为植物最主要的无机氮源,在植物的生命过程中发挥着不可替代的作用。然而植物氮营养和代谢的调控仍有许多不明之处有待进一步深入研究。本研究前期主要利用低氮体系对实验室现有的拟南芥类受体激酶(Receptor-Like Kinase,RLK)T-DNA 插入突变体库
【基金项目】
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科技部重点研发计划项目(2016YFD0100704); 中央高校业务费;
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氮素是植物生长发育过程中必需的一种大量元素,植物体内新陈代谢活动以及大量生命物质合成都需要氮素的参与。铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)作为植物最主要的无机氮源,在植物的生命过程中发挥着不可替代的作用。然而植物氮营养和代谢的调控仍有许多不明之处有待进一步深入研究。本研究前期主要利用低氮体系对实验室现有的拟南芥类受体激酶(Receptor-Like Kinase,RLK)T-DNA 插入突变体库进行表型筛选,并获得一个对低氮极其敏感的rlk突变体,命名为rlk-152。但在之后的表型研究中发现导致rlk-152出现敏感表型的并不是低硝态氮胁迫,而是铵胁迫。当NH4+作为唯一氮源或主要氮源时,就会对植物造成强烈的毒害。我们发现在铵处理下,rlk-152生长受到明显抑制。生理实验表明在铵处理下rlk-152体内的游离铵含量显著高于野生型。与此相一致,突变体的NH4+同化能力明显低于野生型。分子实验表明在铵处理下rlk-152体内与NH4+同化过程相关的基因(GLN1;1和GLN1;5)表达量显著低于野生型,由此推测RLK-152应该参与了体内铵的代谢,其功能缺失导致铵同化受阻和在体内累积,引起了铵的毒害。虽然rlk-152突变体中该基因确实发生了突变,但进一步研究却发现该基因的另一个T-DNA插入纯合突变体在低硝或纯铵培养下与野生型无异,说明RLK-152基因并不是导致rlk-152突变体铵敏感表型的目标基因。之后,我们尝试了 TAIL-PCR和全基因组测序,试图挖掘其他基因的有效突变位点,但均没有成功。为此,我们已发展了该突变体与Ler野生型杂交的F1代,待得到F2代后进行图位克隆再进一步确定目标基因,并进行相应的基因功能解析。综上所述,本研究初步分离出一个拟南芥铵敏感突变体rlk-152,并从生理以及分子层面解释了该表型。
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