烟叶成熟期氮代谢酶活性、基因表达与烤烟氮素利用效率的关系
[目的]谷氨酰胺合成酶(NtGS1和NtGS2)和硝酸还原酶(NtNit)基因的表达丰度反映了作物氮素代谢的特征.研究不同氮效率烤烟品种成熟期叶片的氮代谢相关酶活性和相关基因的表达,加深理解不同烤烟品种叶片氮素代谢的生理生化机制,为耐氮肥品种选育提供理论基础.[方法]以氮效率不同的三个烤烟品种豫烟10号、K326和NC89为材料进行盆栽试验.在叶龄35、45、55、65、75 d(以幼叶长1 cm、宽0.5 cm时作为叶龄第1天)取第12片叶(自下向上数),采用实时荧光定量PCR技术,测定叶片谷氨酰胺合成酶基因(NtGS1和NtGS2)和硝酸还原酶基因(NtNit)的表达丰度,同时采用常规生理生化测试技术对叶片酶活性和NH4+浓度、总氮、可溶性蛋白、质外体相关指标以及氨气挥发量进行测定.[结果]各品种NtGS1表达丰度自叶龄35 d始大幅上调,于55 d达到最大值后表达下调.NtGS2表达丰度自35 d始呈持续下调表达.NtNit表达整体变化趋势与NtGS2相似.在叶龄45～65 d,上述三种基因的表达丰度均表现为NC89>K326>豫烟10号,且品种间表达差异达极显著水平.NtGS1基因表达丰度与叶片总氮、叶片铵浓度、质外体铵浓度以及氨气挥发量呈极显著负相关,与NR活性和质外体pH呈显著负相关.NtGS2基因表达丰度与GS活性、总氮、可溶性蛋白含量和质外体pH呈极显著正相关,与NR活性、叶片铵浓度呈显著正相关,而与质外体铵浓度和氨气挥发量呈显著负相关.NR基因表达丰度与总氮、可溶性蛋白含量、叶片铵浓度呈显著正相关,与氨气挥发量呈显著负相关.[结论]氮低效烤烟品种成熟期叶片中两种谷氨酰胺合成酶同工酶活性均较低,氮素转移和再利用能力差,导致植株吸收的氮素以氨气形式挥发损失量大,叶片衰老速度较快.而氮高效品种氮素同化和再利用能力较强,氨气挥发量小,易发生贪青晚熟.
烤烟、氮素代谢、基因表达丰度、氨挥发
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河南中烟工业有限责任公司科技项目HNZY102015004;河南省烟草公司科技项目HYKJZD201401
2018-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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