鹽分對鹽地堿蓬硝態(tài)氮吸收的影響.pdf

1、本文以抗鹽性很強又有重要利用價值的真鹽生植物鹽地堿蓬（Suaeda salsa L.）為材料，利用轉(zhuǎn)錄組測序分析和非損傷微測技術(shù)，對高鹽低氮條件下鹽地堿蓬NO3--N吸收、轉(zhuǎn)運的生理及分子機制進行初步探究。希望能為鹽生植物氮素營養(yǎng)研究提供理論依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴低氮條件下培養(yǎng)1個月的鹽地堿蓬幼苗用高鹽（由100 mM NaCl增至300 mM NaCl）和低鹽（0 mM NaCl）處理后進行轉(zhuǎn)錄組測序。測序結(jié)果顯示：

2、從樣品cDNA文庫中共獲得41.63 Gb數(shù)據(jù)量，Q30（0.1％的錯誤率）達到85%；從頭組裝后共獲得91957條Unigenes，其中長度在1 kb以上的Unigenes有25264條；進行基于Unigene庫的基因結(jié)構(gòu)分析，包括ORF預測、SSR分析以及樣品間SNP分析，獲得SSR標記10915個；進行Unigenes的生物信息學注釋，包括與GO、COG、Swiss-Prot、NR、KEGG數(shù)據(jù)庫的比對，共獲得Unigenes的注

3、釋結(jié)果53186條。低氮條件下轉(zhuǎn)錄組測序中鹽地堿蓬的對照組（0 mM NaCl）的根與處理組（300 mM NaCl）的根相比，得到8840個差異表達基因，其中上調(diào)基因為6686個，下調(diào)基因為2154個。一些與硝態(tài)氮高效吸收（NRT2.1、NRT3.1和一些與Plasma membrane(PM) H+-ATPase相關(guān)的基因）和轉(zhuǎn)運（NRT1.5）相關(guān)的關(guān)鍵基因的表達量在鹽度條件下都是上調(diào)的。因此，我們初步推測鹽地堿蓬在高鹽低氮條件下

4、葉片能夠積累較多的NO3-可能是由于這些關(guān)鍵基因的上調(diào)引起的。同時，選取了16個基因進行熒光定量PCR證明了轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的可靠性，說明轉(zhuǎn)錄組測序的數(shù)據(jù)可以用來作深入研究。⑵低氮（0.5 mM NO3--N）水平上，不同NaCl處理時，隨著鹽濃度的升高鹽地堿蓬中與硝態(tài)氮高效吸收（NRT2.1、NRT3.1和與PM H+-ATPase相關(guān)的基因）和轉(zhuǎn)運（NRT1.5）相關(guān)的關(guān)鍵基因的表達量都是被鹽分上調(diào)的，200 mM NaCl條件下其上調(diào)量

5、尤其顯著。同時，200 mM NaCl處理時其地上地下的干重都是增加的。200 mM NaCl顯著增加鹽地堿蓬根和木質(zhì)部汁液中的NO3-含量而400 mM NaCl處理時卻沒有降低其根和木質(zhì)部汁液中的NO3-的含量。另外，非損傷微測分析顯示0和200 mM NaCl處理時鹽地堿蓬根的NO3-流量趨勢大體相似，400 mM NaCl處理時外排量更明顯。以上結(jié)果表明200 mM NaCl能夠促進鹽地堿蓬NO3-自根向地上部的運輸且沒有顯著抑

6、制NO3-的吸收。上述結(jié)果證明了我們的推測，即高鹽低氮條件下鹽地堿蓬能夠高效吸收和轉(zhuǎn)運 NO3-。這一特性可以部分解釋為什么鹽地堿蓬及其它真鹽生植物不僅能夠耐受較高的鹽度并且在200-300 mM NaCl這個能使一般作物致死的鹽度下具有最大的生物量。⑶以轉(zhuǎn)錄組測序所得的片段-鹽地堿蓬高親和力 NO3-轉(zhuǎn)運蛋白的基因 NRT2.1（2346bp）設(shè)計引物，通過PCR的方法從200 mM NaCl處理的鹽地堿蓬根中克隆NRT2.1的中間片

7、段（暫時命名為SsNRT2.1）。已獲得三段序列，將其在NCBI上比對結(jié)果如下：片段一與菊花、無油樟、煙草和胡楊等的同源基因的相似度高達94%，說明該片段極有可能是我們的鹽地堿蓬高親和力NO3-轉(zhuǎn)運蛋白的基因SsNRT2.1的一段中間片段；片段二與短柄草、谷子、鷹嘴豆和木本棉等的同源基因的相似度高達96%，主要是一些預測的功能，并不是很確定，只能說明有可能是SsNRT2.1的一段中間片段；片段三主要和一些物種的NRT2家族相關(guān)基因的相似