氮素及干旱脅迫對冬小麥幼苗生長和氮代謝相關基因表達的影響.pdf

1、氮素和水分是決定小麥養(yǎng)分吸收、產量的兩個關鍵因素。氮肥不足嚴重影響小麥的產量，而過量施氮造成氮肥利用效率(NUE)降低，并導致嚴重的環(huán)境污染。水分虧缺往往降低N素的利用率。在實際生產中，氮素不足和干旱往往同時存在，形成復合脅迫。因此，本文以2個不同基因型小麥品種（豫麥49-198和周麥22）為材料進行氮素脅迫及聚乙二醇(PEG)-6000模擬的干旱脅迫，研究了不同氮素和水分供應條件對冬小麥幼苗生長及其氮素吸收、同化的生理和分子響應。主要

2、結果如下：
　　1.苗期氮素、干旱及其復合脅迫均顯著抑制了小麥幼苗地上部的生長，但在一定程度上促進了根系的生長。結果表明，5d的氮素及干旱脅迫均使2個品種小麥幼苗的葉片變小，株高及地上部干重顯著下降。氮素脅迫顯著增加了根長、根干重和根冠比，干旱脅迫顯著增加了根干重和根冠比。復合脅迫下地上部生長受到的抑制最大，但其根干重和根冠比亦最大。
　　2.氮素脅迫使小麥幼苗的葉綠素含量（a、b及總葉綠素）、類胡蘿卜素含量，及植株全氮、硝

3、酸鹽、可溶性蛋白質和游離氨基酸的含量顯著減少，GS活性和葉片中的NR活性顯著降低。干旱脅迫導致植株體內的全氮含量、硝酸鹽含量、葉片NR活性均顯著下降，但降幅小于氮素脅迫。干旱脅迫使葉片中葉綠素（a、b及總葉綠素）和類胡蘿卜素的含量增加，植株體內滲透調節(jié)物質可溶性蛋白質和游離氨基酸的含量顯著增加，且游離氨基酸的增幅大于可溶性蛋白質的增幅。干旱脅迫對葉片GS活性影響在2個品種間存在差異：使豫麥49-198中的GS活性顯著升高，周麥22中的G

4、S活性則顯著下降。
　　3.利用熒光實時定量PCR，檢測了氮素和干旱脅迫5d后小麥幼苗中與硝酸鹽轉運蛋白相關的TaNRT1和TaNRT2基因的轉錄水平變化。表明小麥幼苗葉和根中的TaNRT1.1和TaNRT1.2在氮素脅迫、復合脅迫下表達顯著上調，而在干旱脅迫下其表達下調，2個品種表現一致。說明氮素脅迫誘導了TaNRT1.1和TaNRT1.2的表達，以促進對N素的吸收利用。
　　幼苗根中的TaNRT2.1、TaNRT2.2和

5、TaNRT2.3的表達量在氮素、干旱及其復合脅迫下均顯著下降；且在干旱脅迫條件下，無論有無氮素供應，TaNRT2.1、TaNRT2.2和 TaNRT2.3的表達量無顯著差異，說明干旱脅迫是導致TaNRT2表達量下降的主導因素。與對照（N）相比，各脅迫處理下TaNRT.1、TaNRT1.2的表達量高于TaNRT2.1、TaNRT2.2和TaNRT2.3的表達量，表明TaNRT1.1和TaNRT1.2在硝酸鹽吸收轉運方面可能發(fā)揮更重要的作用

6、。
　　4.通過對氮素同化關鍵酶基因TaGS1和TaGS2的檢測分析，表明氮素脅迫使小麥幼苗中TaGS1和TaGS2基因的表達上調，干旱脅迫下2個品種葉中TaGS1和TaGS2的表達調控存在基因型差異：豫麥49-198中表達下調，周麥22葉中表達上調。綜合比較GS活性和TaGS1和TaGS2的表達，干旱脅迫下，小麥幼苗的GS活性和TaGS1和TaGS2的表達不僅受氮素供應的影響，而且與基因型有關；在氮脅迫、干旱脅迫及其復合脅迫處理