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小黑杨(Populus simonii×Popuulus nigra)具有抗旱、耐寒等多种优良性状,是北方造林所推广的树种。氮素是植物生长发育过程中必须的营养元素,丙氨酸氨基转移酶(AlaAT)是氮素同化的关键酶,该酶广泛的分布在各种植物的组织和器官中,它的酶活不仅发现在叶、根和花中,而且在其他组织像是水果和水稻种子的胚乳组织中也有发现。AlaAT分布的广泛也证明了它在植物整个生命周期的新陈代谢中发挥着重要的作用。本实验以转AlaAT基因小黑杨为试验材料,通过对小黑杨生长指标和生理指标的检测,探究AlaAT在杨树氮代谢中的作用,主要研究结果如下:(1)为探究转AlaAT基因小黑杨是否在表型上与野生型小黑杨有差异,检测了17个转基因株系和野生型植株在生长了两个月后的株高与地径两种生长指标以及光合指标,发现大部分转基因株系的株高与地径增量优于野生型植株,其中3号和7号转基因植株株高增量最大,2号和6号转基因植株地径增量与野生型植株相比达到极显著差异,且所有转基因株系的地径增量都高于野生型植株。光合指标的检测中,1号转基因植株的净光合速率高于野生型植株,其他转基因株系的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都比野生型植株低。(2)通过对转AlaAT基因小黑杨丙氨酸氨基转移酶酶活的检测,我们发现大部分转基因株系叶片中谷丙转氨酶酶活显著高于野生型植株,8号转基因植株和17号转基因植株的叶片中酶活最高。而在根中,只有5个转基因株系与野生型植株达到显著差异,其中2号和13号转基因植株在根中酶活最高。我们从中筛选出两个在根与叶中都显著高于野生型植株的2号和13号,以及叶片中显著高于野生型植株但根中酶活相似的2个植株15号和16号,共计4个转基因株系进行后续转AlaAT基因小黑杨对氮响应的研究。(3)野生型植株与4个转AlaAT基因植株在1 mmol/L NaNO3处理时GS酶活在根中活力较低,在一定范围内随着NaNO3浓度的增加,转基因株系根部GS酶活会有不同程度的增加。叶片中均是下叶GS酶活高于上叶酶活,当NaNO3浓度增加时,13与16号转基因植株叶片中GS酶活增加显著。当1 mmol/L NH4Cl处理时,转基因株系根部GS酶活均显著高于野生型植株,随着浓度增加,转基因株系根部GS酶活均少量降低,与野生型植株酶活相似。2mmol/L NH4Cl对上叶GS酶活无影响。在NaNO3处理时,各植株叶片中GOGAT酶活随NaNO3浓度的增加而增加,13号转基因植株最为显著。当NH4Cl浓度增加时上叶GOGAT酶活较为稳定,转基因植株下叶GOGAT酶活均下降。(4)我们用 2mmol/L NaNO3、2mmol/L NH4C1、1 mmol/L NaN03 和 1 mmol/L NH4Cl四种氮素对野生型植株和转基因株系进行处理,分别检测了 10个与氮代谢相关基因在处理后不同组织中的表达量,研究结果如下:当硝态氮浓度在1 mmol/L到2 mmol/L这一范围内增加时分别促进了转基因植株根与叶中AlaAT1的表达,叶中AlaAT3的表达,下叶和根中AlaAT4的表达,根与上叶中AspAT基因的表达,下叶中NR的表达,上叶中NADpH-GOGAT表达,下叶中NIR的表达,根部NRT1.1的表达,而铵态氮促进了AlaAT 在上叶中的表达,AspAT在根中的表达,以及NR和NADH-(GOGAT在下叶中的表达和NRT1.1在上叶中的表达。可见,硝态氮是影响转基因植株的主要氮源,两种氮源都在不同程度上对转基因植株的氮代谢相关基因进行着调控。其中2号转基因植株与13号转基因植株受到不同氮素处理时响应明显。