不同氮源對(duì)大豆硝酸還原酶活性及基因表達(dá)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(gè)酶,也是整個(gè)同化過程的限速酶,在植物氮素代謝過程中起關(guān)鍵作用.植物吸收利用環(huán)境中的NO<,3><'->,需經(jīng)過兩個(gè)同化反應(yīng)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(jìn)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(yīng)用對(duì)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(duì)6個(gè)栽培大豆品種結(jié)莢期植株進(jìn)行誘導(dǎo)處理,研究不同氮源對(duì)硝酸還原酶基因表達(dá)的影響.結(jié)果表明,NO<,3><'->-N增加6個(gè)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(duì)照組).三種氮源處理6個(gè)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(gè)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(guān)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(guān)(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(biāo)之一.根據(jù)已

4、發(fā)表的NR cDNA序列設(shè)計(jì)引物,利用RT-PCR技術(shù)克隆NR cDNA片段并標(biāo)記探針,通過Northern雜交檢測(cè)不同氮源對(duì)大豆硝酸還原酶基因表達(dá)的影響.結(jié)果表明,硝酸鉀誘導(dǎo)6個(gè)大豆品種的雜交信號(hào)最強(qiáng),水處理的信號(hào)最弱.表明在NO3-的誘導(dǎo)能夠顯著增強(qiáng)大豆NR基因的表達(dá).三種氮源誘導(dǎo)大豆NR基因表達(dá)量的高低順序?yàn)橄跛徕?硝酸銨>硫酸銨,這與NR的活性是一致的,說明氮源誘導(dǎo)促進(jìn)NR基因表達(dá)不僅僅在轉(zhuǎn)錄水平上,而且也體現(xiàn)在酶活性水平上.同