不同氮源對大豆硝酸還原酶活性及基因表達的影響.pdf

1、硝酸還原酶(Nitrate reductase,NR)是NO<,3><'->同化步驟中的第一個酶,也是整個同化過程的限速酶,在植物氮素代謝過程中起關鍵作用.植物吸收利用環(huán)境中的NO<,3><'->,需經(jīng)過兩個同化反應步驟:首先由硝酸還原酶(Nitrate Reductase,NR)把NO<,3><'->還原為亞硝態(tài)氮(NO<,2><'->),然后再由亞硝酸還原酶(Nitrite reductase,NiR)把NO<,2><'->還原為N

2、H<,4><'+>,才能進一步摻入氨基酸及蛋白質(zhì)的合成.因此,研究NR活性及其應用對植物育種和農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義.NO<,3><'->的同化是大豆等豆科植物主要獲氮途徑.因此我們用硝態(tài)氮(NO<,3><'->-N)、氨態(tài)氮(NH<,4><'+>-N)及混合態(tài)氮對6個栽培大豆品種結(jié)莢期植株進行誘導處理,研究不同氮源對硝酸還原酶基因表達的影響.結(jié)果表明,NO<,3><'->-N增加6個品種NR活性的效果最好,其次是混合態(tài)氮,而NH<,4>

3、<'+>-N的效果較差(只略高于對照組).三種氮源處理6個基因型的籽粒蛋白質(zhì)含量都有不同程度的增加,三種氮源增加蛋白質(zhì)含量的順序與提高NR活性相同,也是NO<,3><'->-N效果最好.說明6個大豆品種結(jié)莢期施用三種氮肥都能增加籽粒蛋白質(zhì)的含量,而以施用硝酸鉀效果最佳.相關分析表明,大豆葉片NR活性與籽粒蛋白質(zhì)含量之間呈極顯著正相關(r=0.671<'**>),可以把結(jié)莢期葉片的硝酸還原酶活性作為選擇高蛋白大豆材料的參考指標之一.根據(jù)已

4、發(fā)表的NR cDNA序列設計引物,利用RT-PCR技術克隆NR cDNA片段并標記探針,通過Northern雜交檢測不同氮源對大豆硝酸還原酶基因表達的影響.結(jié)果表明,硝酸鉀誘導6個大豆品種的雜交信號最強,水處理的信號最弱.表明在NO3-的誘導能夠顯著增強大豆NR基因的表達.三種氮源誘導大豆NR基因表達量的高低順序為硝酸鉀>硝酸銨>硫酸銨,這與NR的活性是一致的,說明氮源誘導促進NR基因表達不僅僅在轉(zhuǎn)錄水平上,而且也體現(xiàn)在酶活性水平上.同