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甘蓝型油菜响应低氮胁迫的表达谱分析

         
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摘要

随着人们对作物产量的需求不断提高,氮肥被过量施用,而作物的氮素利用率(NUE)却在不断降低.本研究从低氮胁迫下油菜的生理变化入手,结合高通量的数字基因表达谱测序技术,分析了油菜在低氮0、3、72 h下的转录组差异响应,鉴定了氮的吸收﹑转运﹑ 分配和转录因子等方面的差异表达基因.结果表明,甘蓝型油菜在低氮处理后,氮优先分配到地上部,硝酸还原酶(NR)活性显著降低,而谷氨酞胺合成酶(GS)活性升高,油菜植株总氮浓度降低,NUE升高.基因基因本位论(GO)功能与京都基因和基因组百科全书(KEGG)代谢通路分析表明,地上部差异表达基因主要是参与代谢过程、蛋白结合、离子结合、阴离子结合等,根中差异表达基因主要是参与分子功能、初级代谢过程、离子结合、阴离子结合等.基因表达谱分析表明,低氮胁迫72 h后,根中BnaGLNs家族基因表达大部分升高;根中BnaWRKY33s和BnaWRKY70s的基因表达量降低;BnaMYB4s、BnaMYB44s和BnaMYB51s亚家族中的大部分基因的表达量降低;BnaNIAs家族中的大部分基因表达上调;在BnaNRT2.1s和BnaNRT3.1s亚家族中,根中BnaA6NRT2.1(BnaA06g04560D)、BnaA6NRT2.1(BnaA06g04570D)、BnaA2NRT3.1(BnaA02g11760D)、BnaC2NRT3.1(BnaC02g16150D)的表达上调.同时,地上部和根发生外显子跳跃(SE),外显子选择性跳跃(MXE)类型的可变剪接积极加强对低氮的适应.总而言之,在低氮处理下,甘蓝型油菜可以通过调控BnaNRTs、BnaGLNs、BnaNIAs家族基因提高NUE,以及调控BnaMYBs、BnaWRKYs家族和可变剪接积极适应低氮胁迫.

著录项

  • 来源
    《作物学报》 |2020年第10期|1526-1538|共13页
  • 作者

    肖燕; 姚珺玥; 刘冬; 宋海星; 张振华;

  • 作者单位

    湖南农业大学资源环境学院/南方粮油作物协同创新中心 湖南长沙 410128;

    湖南农业大学资源环境学院/南方粮油作物协同创新中心 湖南长沙 410128;

    湖南农业大学资源环境学院/南方粮油作物协同创新中心 湖南长沙 410128;

    湖南农业大学资源环境学院/南方粮油作物协同创新中心 湖南长沙 410128;

    湖南农业大学资源环境学院/南方粮油作物协同创新中心 湖南长沙 410128;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类
  • 关键词

    甘蓝型油菜; 低氮胁迫; NO3-; 可变剪接;

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