鹽分對(duì)鹽地堿蓬硝態(tài)氮吸收的影響.pdf

1、本文以抗鹽性很強(qiáng)又有重要利用價(jià)值的真鹽生植物鹽地堿蓬（Suaeda salsa L.）為材料，利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析和非損傷微測(cè)技術(shù)，對(duì)高鹽低氮條件下鹽地堿蓬NO3--N吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)的生理及分子機(jī)制進(jìn)行初步探究。希望能為鹽生植物氮素營(yíng)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(gè)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(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。測(cè)序結(jié)果顯示：

2、從樣品cDNA文庫(kù)中共獲得41.63 Gb數(shù)據(jù)量，Q30（0.1％的錯(cuò)誤率）達(dá)到85%；從頭組裝后共獲得91957條Unigenes，其中長(zhǎng)度在1 kb以上的Unigenes有25264條；進(jìn)行基于Unigene庫(kù)的基因結(jié)構(gòu)分析，包括ORF預(yù)測(cè)、SSR分析以及樣品間SNP分析，獲得SSR標(biāo)記10915個(gè)；進(jìn)行Unigenes的生物信息學(xué)注釋，包括與GO、COG、Swiss-Prot、NR、KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì)，共獲得Unigenes的注

3、釋結(jié)果53186條。低氮條件下轉(zhuǎn)錄組測(cè)序中鹽地堿蓬的對(duì)照組（0 mM NaCl）的根與處理組（300 mM NaCl）的根相比，得到8840個(gè)差異表達(dá)基因，其中上調(diào)基因?yàn)?686個(gè)，下調(diào)基因?yàn)?154個(gè)。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(yùn)（NRT1.5）相關(guān)的關(guān)鍵基因的表達(dá)量在鹽度條件下都是上調(diào)的。因此，我們初步推測(cè)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(shí)，選取了16個(gè)基因進(jìn)行熒光定量PCR證明了轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的可靠性，說(shuō)明轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的數(shù)據(jù)可以用來(lái)作深入研究。⑵低氮（0.5 mM NO3--N）水平上，不同NaCl處理時(shí)，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(yùn)（NRT1.5）相關(guān)的關(guān)鍵基因的表達(dá)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(shí)，200 mM NaCl處理時(shí)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(shí)卻沒(méi)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(cè)分析顯示0和200 mM NaCl處理時(shí)鹽地堿蓬根的NO3-流量趨勢(shì)大體相似，400 mM NaCl處理時(shí)外排量更明顯。以上結(jié)果表明200 mM NaCl能夠促進(jìn)鹽地堿蓬NO3-自根向地上部的運(yùn)輸且沒(méi)有顯著抑

6、制NO3-的吸收。上述結(jié)果證明了我們的推測(cè)，即高鹽低氮條件下鹽地堿蓬能夠高效吸收和轉(zhuǎn)運(yùn) 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(gè)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(cè)序所得的片段-鹽地堿蓬高親和力 NO3-轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因 NRT2.1（2346bp）設(shè)計(jì)引物，通過(guò)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(shí)命名為SsNRT2.1）。已獲得三段序列，將其在NCBI上比對(duì)結(jié)果如下：片段一與菊花、無(wú)油樟、煙草和胡楊等的同源基因的相似度高達(dá)94%，說(shuō)明該片段極有可能是我們的鹽地堿蓬高親和力NO3-轉(zhuǎn)運(yùn)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(dá)96%，主要是一些預(yù)測(cè)的功能，并不是很確定，只能說(shuō)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