【摘 要】
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十字花科芸苔属作物是我国蔬菜、油料和饲料等重要经济作物的主要来源,在我国农业生产中具有举足轻重的作用。为追求高产,氮肥的盲目施用是该类作物栽培中普遍存在的问题之一,过量的氮肥施用造成了土壤板结、土壤结构变差、地下水硝酸盐污染等一系列问题。如何做到保证该类作物产量的情况下,减少氮肥的施用是芸苔属作物栽培过程中需要解决的关键问题之一。不同作物或同种作物不同品种间对氮的耐受能力不同,筛选和培育耐低氮品种
【基金项目】
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云南省重点领域科技计划项目（202102AE090002）；
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十字花科芸苔属作物是我国蔬菜、油料和饲料等重要经济作物的主要来源,在我国农业生产中具有举足轻重的作用。为追求高产,氮肥的盲目施用是该类作物栽培中普遍存在的问题之一,过量的氮肥施用造成了土壤板结、土壤结构变差、地下水硝酸盐污染等一系列问题。如何做到保证该类作物产量的情况下,减少氮肥的施用是芸苔属作物栽培过程中需要解决的关键问题之一。不同作物或同种作物不同品种间对氮的耐受能力不同,筛选和培育耐低氮品种是解决上述问题的有效途径之一。硝酸盐转运蛋白NPF和NRT2作为植物氮素吸收、运输和再分配过程中的主要转运子,在植物耐低氮能力方面的作用突出。筛选响应低氮胁迫的NPF和NRT2基因编码成员,挖掘响应成员相关的分子标记,对后续利用分子标记辅助选择或基因编辑技术等技术创制耐低氮品种具有重要意义。基于上述认知,本文对芸苔属三个二倍体基本种的全基因组进行了扫描,完成了NPF和NRT2基因家族成员的鉴定,并对它们的进化关系等进行分析。同时,以芸薹种（A基因组）为例,对NFP和NRT2成员的组织器官时空表达模式和低氮胁迫响应模式进行分析,明确了响应低氮的成员信息。进一步对低氮响应成员关联的SSR位点进行了挖掘,并对SSR位点在低氮种质筛选中的运用潜力进行评价。主要结果如下:（1）通过分析发现,白菜、甘蓝和黑芥三个芸苔属二倍体基本种中的NPF编码成员数目分别为85个、110个和97个,系统进化分析可将其分为8组。NRT2编码成员在白菜、甘蓝和黑芥三个芸苔属二倍体基本种中的基因数目分别为14个、19个和16个,系统进化分析可将其分为3组。（2）通过对白菜Chiifu系进行低氮处理和转录组分析发现,有42个Br NPFs和12 Br NRT2s对低氮具有响应。通过对响应基因及其侧翼序列进行分析,从26个Br NPF响应成员中鉴定到40个关联SSR位点,从5个Br NRT2响应成员中鉴定到7个关联的SSR位点。进一步的基因型分析发现,响应基因关联的47个SSR位点中,有8个SSR位点在不同白菜品种中具有多态性。（3）结合87个品种低氮胁迫下表型的综合评价结果分析发现,单个SSR位点在各耐低氮品种中的出现频率看,与Br NRT2.2关联的0001基因型与白菜的耐低氮性相关;与Br NPF2.6关联的101基因型、与Br NPF5.15关联的10基因型与白菜的低氮敏感性相关。
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