谷氨酸對平邑甜茶根系生長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，為了確定氮素供應與根系生長之間的關系，本實驗研究了硝態(tài)氮、銨態(tài)氮與谷氨酸對其根系生長的影響；為從分子水平上探討谷氨酸的作用機理，利用GenBank中的EST序列設計引物，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初步研究了其表達特性，構建了pBI121-MhGLR3.6反義表達載體，采用農(nóng)桿菌侵染法轉化‘皇家嘎拉’蘋果(Malus domestica Borth.cv。Royal GMa)。主要結果如下： 1.平邑甜茶植株的莖葉生物量及根系生物量在1mmol/L NO3-處理時均達到最高水平，分別為對照的216.7％和138.5％；對側根生長而言，側根長度與側根數(shù)量也在1 mmol/L NO3-處理時最高，分別比對照增加168.

3、9％和100.9％；但超過1 mmol/L后隨濃度升高持續(xù)下降；NH4+處理的以上各指標表現(xiàn)相同的趨勢，但相同供氮濃度時，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。對主根而言，氮素供應能明顯促進主根生長，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照。采用肥料袋控緩釋方法研究氮素對平邑甜茶根系生長的影響，結果顯示局部供應NO3與N

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

5、的側根長度為對照的142％。繼續(xù)增加L-谷氨酸的濃度，側根長度明顯受抑制，1000 μmol/L的L-谷氨酸處理僅為對照的22.1％。供應0-100μmol/L的L-谷氮酸能顯著增加側根的數(shù)量，以50 μmol/ L時最高，為對照的184％；增加L-谷氨酸的濃度，側根數(shù)量明顯下降，1000μmol/ L時為對照的56.7％。 3.利用谷氨酸受體基因同源序列設計簡并引物，通過RT-PCR和SMART RACE PCR技術獲得了平邑

6、甜茶谷氨酸受體同源基因MhGLR3.6，GenBank注冊號為EF432572。序列分析表明，MhGLR3.6cDNA全長3 600 bp，含有2838 bp的完整開放閱讀框，編碼946個氨基酸，預測分子量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的同源關系最近。親水性分析表明MhGLR3.6包含三個跨膜結構域(M1、M3、M4)，一個N末端信號肽Sp，一個凹膜結構域