不同茶樹品種氮效率的差異與硝酸還原酶基因的克隆與表達(dá)分析.pdf

1、茶樹是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，施用化肥是提高茶樹經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最直接的方式。然而隨著氮肥的大量施用，茶樹對(duì)于氮素的吸收利用效率卻在不斷下降，出現(xiàn)了環(huán)境污染、生態(tài)條件惡化等問題，長(zhǎng)此以往，則與可持續(xù)發(fā)展的理念相悖。若要從根本上解決這個(gè)問題，則需要以遺傳學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，研究茶樹氮代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，從而為篩選出氮高效利用的基因型，進(jìn)一步選育出耐低氮脅迫的茶樹新品種提供一定的理論參考，從而減少氮肥的施用量，提高茶樹對(duì)氮肥的吸收利用效率。
　　本研究在春茶期

2、間選取安徽省東至茶樹良種繁殖示范場(chǎng)種質(zhì)圃中25個(gè)茶樹品種的1芽1葉為實(shí)驗(yàn)材料，利用qRT-PCR對(duì)茶樹氮代謝相關(guān)基因NR、GS、GOGAT的表達(dá)水平進(jìn)行了分析。結(jié)果表明品種間表達(dá)水平差異明顯，且這三種基因的表達(dá)水平呈現(xiàn)出相一致的規(guī)律，推測(cè)茶樹不同品種間氮吸收利用能力存在差異，NR、GS、GOGAT這三種基因在氮代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控中有密切的聯(lián)系。
　　基于以上研究結(jié)果，對(duì)硝酸還原酶（NR）——植物氮代謝過程中起關(guān)鍵作用的限速酶作了進(jìn)一步的

3、研究。利用茶樹全器官轉(zhuǎn)錄組文庫(kù)中NR的EST序列，通過RACE技術(shù)克隆得到NR基因的全長(zhǎng)cDNA，其cDNA全長(zhǎng)2927bp，開放閱讀框2652bp，編碼一個(gè)有884個(gè)氨基酸蛋白質(zhì)，分子量為99.6kD，并獲得GenBank登錄號(hào)為JX987133。經(jīng)BlastX比對(duì)，該序列與GenBank中登錄的煙草NR相似性達(dá)到74％。茶樹NR蛋白屬于親水性蛋白，可能為胞質(zhì)蛋白，不存在跨膜結(jié)構(gòu)。通過對(duì)NR基因的上游調(diào)控序列相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)該基因中含有

4、碳代謝基因調(diào)控元件以及多個(gè)與植物生長(zhǎng)密切相關(guān)的組織特異表達(dá)順式作用元件。
　　選取“舒茶早”、“鳧早2號(hào)”、“龍井43”三個(gè)茶樹品種為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)置不同氮素的濃度進(jìn)行水培處理，利用qRT-PCR對(duì)茶樹不同組織NR基因的表達(dá)水平進(jìn)行分析，并檢測(cè)氮脅迫條件下茶樹葉片可溶性蛋白和可溶性糖含量的變化情況。結(jié)果表明，NR基因具有組織特異性且主要分布在茶樹根部中，隨著氮脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，第3天時(shí)根部的NR基因表達(dá)量迅速上升，表達(dá)量為對(duì)照的1.7