谷氨酸對(duì)平邑甜茶根系生長(zhǎng)的影響及其離子型受體同源基因的克隆.pdf

1、氮素是果樹必需礦質(zhì)元素中的核心元素，而根系是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的主要作用中心。平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.var.pingyiensis Jiang)是蘋果生產(chǎn)上常用的優(yōu)良砧木，為了確定氮素供應(yīng)與根系生長(zhǎng)之間的關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)研究了硝態(tài)氮、銨態(tài)氮與谷氨酸對(duì)其根系生長(zhǎng)的影響；為從分子水平上探討谷氨酸的作用機(jī)理，利用GenBank中的EST序列設(shè)計(jì)引物，從平邑甜茶新根中分離到了谷氨酸受體同源基因MhGLR3.6，并采用熒光定

2、量PCR初步研究了其表達(dá)特性，構(gòu)建了pBI121-MhGLR3.6反義表達(dá)載體，采用農(nóng)桿菌侵染法轉(zhuǎn)化‘皇家嘎拉’蘋果(Malus domestica Borth.cv。Royal GMa)。主要結(jié)果如下： 1.平邑甜茶植株的莖葉生物量及根系生物量在1mmol/L NO3-處理時(shí)均達(dá)到最高水平，分別為對(duì)照的216.7％和138.5％；對(duì)側(cè)根生長(zhǎng)而言，側(cè)根長(zhǎng)度與側(cè)根數(shù)量也在1 mmol/L NO3-處理時(shí)最高，分別比對(duì)照增加168.

3、9％和100.9％；但超過(guò)1 mmol/L后隨濃度升高持續(xù)下降；NH4+處理的以上各指標(biāo)表現(xiàn)相同的趨勢(shì)，但相同供氮濃度時(shí)，NH4+處理的低于NO3-處理。隨供氮濃度的增加，植株冠根比呈持續(xù)增加趨勢(shì)。對(duì)主根而言，氮素供應(yīng)能明顯促進(jìn)主根生長(zhǎng)，但各濃度處理間差異不顯著。不同濃度間氮素處理的平邑甜茶根系平均直徑差異不顯著，NO3與NH4+處理的根系直徑明顯高于對(duì)照。采用肥料袋控緩釋方法研究氮素對(duì)平邑甜茶根系生長(zhǎng)的影響，結(jié)果顯示局部供應(yīng)NO3與N

4、H4+均能顯著增加側(cè)根密度。 2.在0-50 μmol/L的范圍內(nèi)，隨供應(yīng)L-谷氨酸濃度的提高，平邑甜茶主根長(zhǎng)度顯著增加，供應(yīng)50 μmol/L L-谷氨酸的主根長(zhǎng)度為0 μmol/L的181％；而隨供應(yīng)L-谷氨酸濃度豹繼續(xù)提高，主根長(zhǎng)度則急劇下降，到1000μmol/L時(shí)降至最低點(diǎn)，僅為50 μmol/L時(shí)的35.6％。較低濃度的L-谷氨酸處理(0-50 μmol/ L)能刺激側(cè)根長(zhǎng)度的增加，50 μmol/L L-谷氨酸處理

5、的側(cè)根長(zhǎng)度為對(duì)照的142％。繼續(xù)增加L-谷氨酸的濃度，側(cè)根長(zhǎng)度明顯受抑制，1000 μmol/L的L-谷氨酸處理僅為對(duì)照的22.1％。供應(yīng)0-100μmol/L的L-谷氮酸能顯著增加側(cè)根的數(shù)量，以50 μmol/ L時(shí)最高，為對(duì)照的184％；增加L-谷氨酸的濃度，側(cè)根數(shù)量明顯下降，1000μmol/ L時(shí)為對(duì)照的56.7％。 3.利用谷氨酸受體基因同源序列設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并引物，通過(guò)RT-PCR和SMART RACE PCR技術(shù)獲得了平邑

6、甜茶谷氨酸受體同源基因MhGLR3.6，GenBank注冊(cè)號(hào)為EF432572。序列分析表明，MhGLR3.6cDNA全長(zhǎng)3 600 bp，含有2838 bp的完整開(kāi)放閱讀框，編碼946個(gè)氨基酸，預(yù)測(cè)分子量107.809 KDa。聚類分析發(fā)現(xiàn)，MhGLR3.6屬于擬南芥GLRs家族中的第三亞家族，且與AtGLR3.6的同源關(guān)系最近。親水性分析表明MhGLR3.6包含三個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域(M1、M3、M4)，一個(gè)N末端信號(hào)肽Sp，一個(gè)凹膜結(jié)構(gòu)域