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氮是植物生长发育过程中必不可少的矿质元素,是植物体内多种物质的主要组成成分。硝酸盐(NO-3)是高等植物的主要氮源,植物体中NO-3的吸收与转运是通过硝酸根转运蛋白(Nitratetransporters,NRT)实现的。植物体内存在2种NO-3吸收转运系统,高亲和转运系统(HATS)和低亲和转运系统(LATS),分别适应较低浓度和较高浓度的硝态氮环境,对应的NO-3转运蛋白分别为高亲和NO-3转运蛋白(NRT2)和低亲和NO-3转运蛋白(NRT1)。本研究以茶树品种‘龙井43’为供试材料,通过RACE技术结合RT-PCR扩增获得茶树NO-3转运蛋白NRT1.2、NRT1.5和NRT2.5基因的cDNA全长序列,并通过相关软件进行生物信息学分析;然后利用实时荧光定量PCR技术分析了这些基因在茶树不同组织、不同品种间的表达差异,明确各基因的主要表达部位及品种间差异;进一步研究了不同浓度NO-3处理下各个基因的表达模式,分析其表达特征。主要研究成果如下:1.茶树NO-3转运蛋白基因NRT的获得从茶树品种‘龙井43’中克隆获得了三个硝酸根转运蛋白基因NRT1.2、NRT1.5和NRT2.5。其中NRT1.2基因cDNA的全长序列为1879bp,开放阅读框1317bp,编码438个氨基酸;NRT1.5基因cDNA的全长序列为2315bp,开放阅读框1800bp,编码599个氨基酸;NRT2.5基因cDNA的全长序列为2457bp,开放阅读框1362bp,编码453个氨基酸。2.茶树NO-3转运蛋白基因NRT的生物信息学分析根据茶树NRT1.2、NRT1.5和NRT2.5基因cDNA序列推导对应的氨基酸序列,利用SOPMA、SignalP、PSORT、TMHMM等软件对茶树NRT1.2、NRT1.5和NRT2.5蛋白结构进行预测和分析。结果表明,这三个NRT蛋白二级结构都由ɑ螺旋、无规则卷曲、转角和延伸链构成;三个NRT蛋白都没有信号肽,NRT1.2和NRT1.5属于疏水蛋白,NRT2.5蛋白属于亲水蛋白;三个蛋白都是膜蛋白,其中NRT1.2蛋白含有8个跨膜结构域,NRT1.5和NRT2.5蛋白均含有12个跨膜结构域;NRT1.2、NRT1.5和NRT2.5蛋白含有的保守的蛋白激酶C的识别位点分别为5个、6个和3个。3.茶树NO-3转运蛋白基因NRT在组织间及品种间的表达分析茶树NRT基因在不同组织中的相对定量分析结果表明:茶树NRT1.2、NRT1.5和NRT2.5基因在茶树各个组织中均有表达,其中NRT1.2基因在成熟叶中的相对表达量最高,在茎和根的表达量很低;NRT1.5基因在不同组织间的表达差异较小,但幼嫩部位的表达水平高于成熟部位;NRT2.5基因则主要在成熟叶和根系表达。茶树NRT1.2和NRT1.5基因在7个茶树品种中的表达存在差异性,NRT2.5基因没有检测到表达。4.茶树NO-3转运蛋白基因NRT在不同氮浓度处理下的表达分析茶树NRT基因在未添加NO-3对照组和添加1mmol/L NO-3实验组‘龙井43’‘迎霜’‘铁观音’茶树品种中的相对表达结果表明:NRT1.2基因在实验组三个茶树品种中的表达水平都高于对照组中的三个品种;而NRT1.5基因的表达水平却与之相反,在实验组三个茶树品种中的表达水平都低于对照组中的三个品种;NRT2.5基因没有检测到表达。