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文檔簡介
1、試驗(yàn)于2007-2008年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。試驗(yàn)材料選用不同品質(zhì)類型大豆東農(nóng)46(高脂肪)和黑農(nóng)35(高蛋白),其中東農(nóng)46也作為硫代謝相關(guān)基因序列分析的試驗(yàn)材料。盆栽試驗(yàn),每盆裝15kg土與砂的混合物(重量比1:1)以降低土壤基礎(chǔ)肥力,分別設(shè)置三個(gè)施硫水平S0(0 g·kg-1土)、S20(0.02 g·kg-1土)、S80(0.08g·kg-1土),兩個(gè)施氮水平N50(50kg·hm-2)和N100(100kg·
2、hm-2),研究硫氮互作對(duì)大豆硫素含量、硫代謝關(guān)鍵酶及品質(zhì)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:
硫氮互作影響大豆植株各器官硫、氮素濃度。葉片、主莖、葉柄和英皮硫、氮素含量在生育期內(nèi)呈下降趨勢(shì),子粒硫、氮素含量則持續(xù)增加。硫肥對(duì)各器官硫素含量主效應(yīng)大于氮肥,施硫能提高大豆各器官硫素含量。氮肥對(duì)主莖、子粒中氮素含量主效應(yīng)顯著,在葉片、莢皮中不顯著,施硫能促進(jìn)氮的吸收利用。大豆植株N/S變化范圍為1.52~20.26,葉片、莢皮、子粒的N/S
3、在硫素充足時(shí)趨于穩(wěn)定,在缺硫下上升。
硫氮互作對(duì)鼓粒期大豆子粒氨基酸含量和GSH含量有顯著影響。子粒胱氨酸、蛋氨酸及含硫氨基酸總量呈上升趨勢(shì),施硫、施氮能提高其含量。高氮下缺硫?qū)е绿於彼岷凸劝彼岷吭黾?,隨著子粒成熟差異逐漸消失。N/S與主要氨基酸呈正相關(guān),與含硫氨基酸相關(guān)性呈弱負(fù)相關(guān)。硫肥對(duì)葉片、子粒GSH含量影響受發(fā)育時(shí)期控制,在鼓粒后期作用顯著,施硫處理保持穩(wěn)定,未施硫處理顯著下降。氮肥處理對(duì)GSH含量無顯著影響。
4、
RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增ATP硫?;福ˋTPS)基因片段,所得ATPS的cDNA全長1310bp,ORF長801bp,始于第306位堿基,終于第1106位堿基,共編碼267個(gè)氨基酸,分子量為29.93KDA,等電點(diǎn)為6.20。東農(nóng)46的ATPS序列與豆科植物親緣關(guān)系近,含有nt_trans(nucleotidyl transferase)superfamily保守結(jié)構(gòu)域。ATPS mRNA的相對(duì)表達(dá)量受發(fā)育的調(diào)控,在子粒成
5、熟期內(nèi)呈下降趨勢(shì),缺硫和硫素過量都會(huì)抑制ATPS mRNA的表達(dá),施氮能促進(jìn)東農(nóng)46ATPS mRNA表達(dá),發(fā)育后期差異消除。
RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增基因APS還原酶(APR)基因片段,所得APR的cDNA全長1506bp,ORF長1026 bp,始于第323bp,終于第1348bp,共編碼342個(gè)氨基酸,分子量38.09KDA,等電點(diǎn)為6.35,含有PAPS_reductase和Thioredoxin(TRX)-like
6、superfamily兩個(gè)保守結(jié)構(gòu)域。東農(nóng)46 APR mRNA的相對(duì)表達(dá)量受發(fā)育的調(diào)控,在子粒成熟期內(nèi)呈下降趨勢(shì),缺硫上調(diào)表達(dá)APRmRNA,黑農(nóng)35APR mRNA對(duì)外源硫氮營養(yǎng)的應(yīng)答反應(yīng)無明顯規(guī)律。
RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增基因絲氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(SAT)基因片段,所得SAT的cDNA全長911bp,ORF長620bp,位于氨基酸序列的第184-804位,共編碼207個(gè)氨基酸,分子量21.68KDA,等電點(diǎn)7.78,cDN
7、A序列同豆科作物同源性高。含有cysE、LbetaH超基因家族和SATase_Nsuperfamily的保守區(qū)域。黑農(nóng)35 SAT mRNA的相對(duì)表達(dá)量在整個(gè)生育期內(nèi)保持較高水平,子粒成熟前期表達(dá)量較高且處理間差異顯著,后期表達(dá)差異消失。缺硫抑制SAT mRNA表達(dá),施硫能提高其表達(dá)量,但過量施硫會(huì)降低表達(dá)。
RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增基因氧乙酰絲氨酸硫醇裂解酶(OAS-TL)基因片段,所得OAS-TL的cDNA全長1059bp
8、,ORF始于第58位堿基,終于第912位堿基,共編碼284個(gè)氨基酸。分子量為28.49KDA,等電點(diǎn)為5.45。類屬于超基因家族PALP,其核酸序列其它物種同源性很高。鼓粒期大豆子粒OAS-TL活性持續(xù)下降,后期處理間差異不顯著。硫不足和過量都降低活性,高氮處理大于低氮處理。OAS-TL基因表達(dá)受發(fā)育的調(diào)控,其mRNA表達(dá)在子粒發(fā)育早期表達(dá)較強(qiáng),隨成熟逐漸降低。適當(dāng)?shù)牧虻浔瓤梢员3諳AS-TL mRNA在高水平下表達(dá),低氮時(shí)中硫處理表
9、達(dá)水平高、高氮時(shí)高硫處理表達(dá)水平高。
硫氮互作對(duì)大豆各品質(zhì)性狀的影響不同。高氮下增施硫肥可提高東農(nóng)46蛋白質(zhì)含量;黑農(nóng)35蛋白質(zhì)含量隨施硫量增加而增加;東農(nóng)46的總氨基酸、人體必需氨基酸和含硫氨基酸總量都小于黑農(nóng)35。硫氮肥對(duì)東農(nóng)46、黑農(nóng)35含硫氨基酸作用效果一致,高氮處理大于低氮處理,施硫處理大于未施硫處理。施硫、施氮降低粗脂肪含量。低氮下施硫能提高東農(nóng)46和黑農(nóng)35脂肪酸總量。施氮降低了油酸和亞油酸總量,提高了亞麻酸
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