氮饑餓小麥幼苗根系NO3-轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的轉(zhuǎn)錄水平變化及蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、氮素是植物體內(nèi)大部分物質(zhì)（如核酸、蛋白質(zhì)、酶、葉綠素等）的重要組分，是限制作物生長和產(chǎn)量提高的首要營養(yǎng)限制因素。施用氮肥能顯著增加作物產(chǎn)量，但由于氮素利用率較低，因此，大量施用氮肥不僅浪費(fèi)了資源，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，而且還導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此，探究作物氮饑餓響應(yīng)的分子機(jī)制對提高作物氮素利用效率具有重要意義。
　　本試驗(yàn)通過測定氮饑餓小麥幼苗根系中硝酸鹽(NO3-)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相關(guān)基因(NRT家族基因)轉(zhuǎn)錄水平變化及蛋白質(zhì)組學(xué)變化，

2、探討了小麥幼苗響應(yīng)氮饑餓的分子機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　1.氮饑餓顯著抑制了小麥幼苗地上部分的生長，但刺激了小麥幼苗根部的生長。定量分析顯示，氮饑餓8d后，脅迫小麥幼苗的株高、葉片的干、鮮重均顯著低于對照;而根長和根干、鮮重則顯著高于對照。此外，氮饑餓小麥幼苗葉片的葉綠素含量、葉片和根的硝酸鹽和可溶性蛋白含量均顯著低于對照;且氮饑餓顯著加劇了小麥幼苗葉片和根中丙二醛(MDA)的積累。
　　2.通過比較分析，檢測出小麥基因

3、組中存在氮轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NRT17個成員(TaNRT1.1、TaNRT1.2、TaNRT1.3、TaNRT1.4、TaNRT1.5、TaNRT1.7和TaNRT1.8)和NRT25個成員(TaNRT2.1、TaNRT2.2、TaNRT2.3、TaNRT2.4和TaNRT2.5)。
　　3.利用熒光實(shí)時定量PCR法(qPCR)，研究了氮饑餓情況下小麥幼苗根系中12個預(yù)測的硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相關(guān)基因NRT1和NRT2家族成員轉(zhuǎn)錄水平的變化。在所

4、有的測定點(diǎn)(第2、4、6和8d)，氮饑餓均抑制了TaNRT1.5和TaNRT2.4基因的表達(dá)，但卻誘導(dǎo)了TaNRT1.2和TaNRT2.5的表達(dá)。此外，TaNTR1.1、TaNTR1.2、TaNR T2.1、TaNRT2.2和TaNRT2.3在氮饑餓的第2d和第4d，TaNRT1.3在氮饑餓的第2、4和第6d，TaNRT1.4、TaNRT1.7和TaNRT1.8在氮饑餓第2d的表達(dá)量均顯著上升。
　　3.在氮饑餓的第8d，利用同位

5、素標(biāo)記相對和絕對定量技術(shù)(iTRAQ)比較了對照幼苗和氮饑餓處理幼苗根系的蛋白質(zhì)組學(xué)差異，辨析出3681個蛋白點(diǎn)，顯著差異(ratio＞1.5或ratio＜0.67，且P≤0.05)的蛋白點(diǎn)有134個，其中66個蛋白涉及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、氮代謝、碳水化合物代謝、脅迫防御、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和能量產(chǎn)生6個不同功能組，其余68個為未知蛋白。其中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)蛋白有1個;氮代謝相關(guān)蛋白有16個，表達(dá)上調(diào)的5個，下調(diào)的11個;碳水化合物代謝蛋白11個，表達(dá)上調(diào)的5