氮胁迫

摘要： 【目的】探究不同氮效率马铃薯品种氮代谢对低氮胁迫的响应及分子机制,为马铃薯氮高效育种及高产栽培提供理论依据。【方法】以氮高效马铃薯品种冀张薯12号和氮低效马铃薯品种尤佳70为材料,采用盆栽试验方式,设置低氮(3 mmol/L纯氮)和正常施氮(15 mmol/L纯氮)处理,在出苗后30 d测定植株的干质量、氮积累量及氮代谢相关酶(硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT))活性,并依托Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序分析。利用DESeq进行差异基因分析,通过GO富集和KEGG Pathway数据库注释参与马铃薯氮胁迫响应的差异表达基因。【结果】2种施氮量下冀张薯12号茎叶和根系的干质量、氮积累量以及NR、NiR、GS、GOGAT活性均高于尤佳70。与正常施氮相比,低氮胁迫下2个马铃薯品种茎叶和根系的干质量、氮积累量及叶片的NR和NiR活性均显著降低,根系的GS活性显著提高;尤佳70叶片的GS活性、GOGAT活性和根系的GOGAT活性均显著降低,冀张薯12号根系的NiR活性显著降低。转录组分析结果表明,在2个施氮量对比组中,尤佳70叶片和根系中的差异表达基因分别有6173个和249个,冀张薯12号叶片和根系中的差异表达基因分别有3455个和1990个。GO和KEGG结果显示,冀张薯12号的差异基因主要涉及氮代谢、氨基酸代谢等生物过程,尤佳70的差异基因主要涉及光合作用等生物过程。尤佳70和冀张薯12号根系中富集到氮代谢通路的差异基因分别有1个和8个,叶片中分别有11个和8个。尤佳70和冀张薯12号叶片的氨基酸相关代谢途径中涉及上调差异表达基因最多的均是苯丙氨酸代谢,其中编码苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、4-香豆酸-CoA连接酶的基因表达显著上调。【结论】在低氮条件下,氮高效品种冀张薯12号氮代谢相关酶活性较高,能减缓低氮胁迫对氮代谢的影响,进而保证较高的氮效率。

摘要： 甜菜是我国重要的糖料作物,而氮是影响甜菜产量的重要元素之一。为研究甜菜响应氮胁迫的机制,分析氮胁迫对甜菜生理生化指标的影响,本研究分别在缺氮N0(0 mmol/L)、低氮N1.5(1.5 mmol/L)和复氮处理下,以适氮条件N10(10 mmol/L)为对照,测定0、12、24、48 h及复氮后24、48 h甜菜的根和叶中抗氧化酶活性及生理活性物质的变化。研究结果发现,低氮及缺氮处理导致甜菜幼苗根和叶中过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽转移酶(GST)的活性及脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量的上升,48 h达最大值。其中缺氮N0处理48 h后,与对照N10相比,甜菜幼苗根和叶中POD活性分别增加了214.21%和222.15%,SOD活性分别增加了85.67%和79.17%,GST活性分别增加了683.86%和258.23%;Pro含量分别增加了245.99%和205.57%;MDA含量分别增加了350.20%和129.17%。恢复供氮后,虽然各类指标均有不同程度的下降,但相比对照仍维持在较高的水平。可以推测,甜菜幼苗通过诱导抗氧化酶活性和脯氨酸来应对缺氮和低氮胁迫引发的氧化胁迫和渗透损伤。

摘要： 为探究外源一氧化氮(Nitric Oxide,NO)对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)响应氮胁迫的作用,本研究通过添加外源NO供体硝普钠(Sodium Nitroprusside,SNP)及NO清除剂[2-(4-carboxyphenyl)-4,4,5,5-teramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide,cPTIO],探讨外源NO对氮胁迫条件下的三角褐指藻细胞密度、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、岩藻黄素含量、油脂相对含量等的影响。结果表明,缺氮会抑制三角褐指藻细胞的生长,显著降低叶绿素a(chla)含量与光合效率,降低岩藻黄素含量,增加脂质合成。与氮正常情况下相比,在缺氮条件下添加200μmol/L SNP可在一定程度上缓解缺氮对三角褐指藻生长、叶绿素含量、光合效率与岩藻黄素积累的抑制,并能显著促进油脂的积累。在缺氮条件下添加50μmol/L cPTIO对三角褐指藻的生长、叶绿素含量、光合效率及物质积累影响不大。本研究可为探明外源NO调控三角褐指藻响应氮胁迫的作用机制提供基础数据,也为进一步提高逆境条件下三角褐指藻的生物量及促进成分积累量提供参考依据。

摘要： NLP转录因子是植物特有的一类转录因子家族,在植物氮素吸收、转运和同化过程中发挥重要作用.为了解NLP基因在藜麦中的全基因组特征和表达模式,利用生物信息学方法在藜麦基因组中鉴定出9个藜麦NLP基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、蛋白保守结构域、保守基序、系统进化以及在不同氮素水平处理下的表达模式进行了分析.结果表明,藜麦9个NLP基因分布于7条染色体上;每个成员含有4～5个外显子、3～4个内含子以及上游非翻译区;启动子中包含有大量激素和胁迫响应的顺式作用元件,其中,在CqNLP3和CqNLP4的启动子区域均预测到1个氮素响应元件GCN4.藜麦NLP蛋白长718～952个氨基酸,分子质量为80.48～104.86 ku,等电点5.31～6.50;每个成员都含有RWP-RK和PB1共2个保守结构域,其在蛋白中的位置具有很高的相似性,保守基序的分析进一步证实了这2个结构域的保守性.系统进化分析表明,9个藜麦NLP家族成员可分为ClassⅠ,ClassⅡ和ClassⅢ共3组,其在进化关系上与拟南芥的亲缘关系更近.在缺氮条件下,CqNLP2、CqNLP3、CqNLP5和CqNLP8表达受到抑制,低氮下则诱导表达;低氮处理后期,CqNLP9的表达量急剧增加.荧光定量PCR表达趋势与转录组数据一致.研究结果可为后续CqNLPs基因克隆和氮素胁迫分析提供参考依据.

摘要： 为揭示藜麦WOX基因家族的功能,为藜麦耐低氮品种的培育提供参考,利用生物信息学方法,对藜麦WOX基因进行全基因组鉴定,并对其理化性质、系统发育、基因结构、保守结构域、保守基序、组织表达和响应氮胁迫的表达进行分析.研究结果表明:藜麦中共有13个WOX转录因子,蛋白长度159～676 aa,相对分子质量18510～76730,等电点5.27～9.56;每个成员含有1～4个内含子及2～5个外显子,WOX蛋白都具有由34～60个氨基酸组成的Homeobox保守结构域.系统进化树显示,来源于拟南芥、水稻和藜麦的39个WOX基因分为3组,每一组都含有3个物种的家族成员,同一个物种的WOX基因具有更近的遗传距离.组织表达热图显示,藜麦WOX基因组织表达特异性明显,在茎中的表达量最高,其次是种子和叶,在幼苗中的表达量最低.AUR62031363和AUR62035466对氮胁迫的响应最为显著.

摘要： 利用一套以广陆矮为轮回亲本、日本晴为供体亲本的染色体片段代换系为材料,分别在高氮和低氮2种水平下对水稻苗期相关性状进行QTL定位。结果表明:2种水平下,染色体片段代换系的株高、苗干重、根干重和总干重等性状均呈极显著正相关,表明苗期水稻的生长是地下部与地上部协同作用的过程;同一性状在2种水平下亦呈极显著正相关,表明代换系群体在不同氮素水平下的生长方向是一致的;共定位到2种水平下株高、根干重、苗干重、总干重和氮含量及其相对性状的35个QTL,其中高氮水平下13个,低氮水平下10个,高低氮相对性状12个;检测到2个QTL热点区,聚集了不同氮水平及其相对性状的多个QTL,如高氮水平下的株高QTL、苗干重QTL、总干重QTL,低氮水平下的株高QTL,高低氮相对性状的株高QTL、苗干重QTL、总干重QTL、氮素积累总量QTL。

摘要： 【目的】对枳[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]与‘资阳香橙’(Citrus junos Sieb.ex Tanaka)在氮胁迫下的无机氮含量、氮同化酶活性与基因表达进行研究,为深入揭示柑橘氮高效利用机制奠定基础。【方法】以采用水培培养的枳与‘资阳香橙’幼苗为试材,进行正常氮水平(10 mmol·L-1,对照)、缺氮(0 mmol·L-1)和高氮(50 mmol·L-1)胁迫处理。【结果】(1)枳与‘资阳香橙’的氮累积量与对照相比,缺氮分别降低了46.6%和51.1%,高氮分别升高了50.4%和81.6%。(2)‘资阳香橙’各处理的硝态氮含量均显著大于枳,枳与‘资阳香橙’叶片中的硝态氮含量以及铵态氮含量各处理均呈高氮>对照>缺氮的趋势。(3)缺氮和高氮处理均显著降低了枳与‘资阳香橙’叶片和根的硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰脱氢酶和谷氨酸合成酶活性,而高氮处理时枳叶片中的硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、和谷氨酸合成酶的活性与‘资阳香橙’相比被抑制的程度更低。(4)枳和‘资阳香橙’在氮胁迫下叶片中基因NR、NiR、GDH2的相对表达量比对照有明显下降;根系中基因NR、NADH1、NADH3、NADP相对表达量也显著下降。【结论】氮胁迫显著抑制了枳与‘资阳香橙’的氮代谢相关酶活性和氮同化相关酶基因的相对表达量,枳在高氮处理下表现出更高的耐受性‘,资阳香橙’与枳相比有更高的氮吸收能力。

摘要： 为了解甘蔗氮胁迫响应的性状与种质变化特点，确定氮胁迫评价关键性状;开展了来自12国家和地区的28份甘蔗种质材料的氮胁迫盆栽试验。结果表明甘蔗氮胁迫响应随性状、种质不同而异。根据氮胁迫指数可将性状氮胁迫响应分为氮胁迫上升、氮胁迫变化不明显、氮胁迫下降不一致和氮胁迫一致下降四类。种质聚类分类表明，评价氮胁迫最重要的性状是蔗产量氮胁迫指数。蔗茎含氮量分析表明，不同种质的含氮量存在较大差异，且含氮量与蔗产量氮胁迫指数、氮胁迫下蔗产量和有效茎存在显著或极显著负相关;预示着蔗茎含氮量越低，其低氮适应潜力越好。

摘要： 以海洋红藻龙须菜为材料,建立了5种内源性植物激素吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、肉桂酸(RA)的GC-MS微量检测方法,并运用该方法初步研究了龙须菜中5种植物激素对不同浓度氮胁迫的响应规律.结果表明,最优的实验条件为:样品用正丙醇∶水∶HCl(2∶1∶0.002)提取,HLB固相萃取柱纯化,三甲基硅烷基重氮甲烷衍生化,GC-MS分析测定.

摘要： 微拟球藻属中一些藻株油脂含量高,可以作为生物柴油开发的模式株.最近,基因组和转录组方面的研究初步探讨了微拟球藻在氮胁迫下脂肪积累的调节机制.然而,早期研究主要集中于微拟球藻的短期效应,而对它在长期氮胁迫下的响应机制缺乏了解.在本研究中,将生理和蛋白质组的方法相结合去探讨微拟球藻在长期缺氮环境下生存以及在氮添加之后恢复的机制.研究发现,长期氮饥饿下,蛋白质组的变化引起了相应的生理变化.蛋白表达的整体下调与细胞氮含量的持续下降一致;参与糖酵解和脂肪酸合成蛋白的上调引发了脂肪的积累;参与氮清除和蛋白更新蛋白的上调加速了细胞氮的流动.另外,脂肪积累和质体自我吞噬可能在维持细胞活力方面发挥重要作用.长期氮饥饿下的微拟球藻在氮添加后的24 h之内蛋白质组和生理代谢发生了显著的变化,在4天之内该藻恢复到正常生长状态.这些研究结果表明微拟球藻IMET1能够从长期的氮饥饿下无任何损伤的恢复正常生长.同时,研究也为将来遗传改造微拟球藻提供蛋白标志物.

摘要： 采用溶液培养试验,在不同硝态氮浓度下测定了不同品种油菜幼苗的根长、一级侧根数和根系活力的变化情况,同时在正常供氮条件下,测定了油菜幼苗的硝态氮吸收动力学参数,并对其单株生物量、氮素吸收量及氮素生理效率进行了比较.结果表明,不同品种油菜幼苗的根长、一级侧根数、根系活力、对硝态氮的亲和力及最大吸收速率、单株生物量、氮素吸收量、氮素生理效率等均有明显差异.本试验所比较的3个油菜品种中,氮高效品种湘油15在氮素胁迫条件下,具有更长的根长、更多的一级侧根数和更强的根系活力,且对硝态氮的亲和力也大,而高潜力品种742除其最大吸收速率最高之外,根系活力、对硝态氮的亲和力、根长及一级侧根数等其他各项指标并没有高于其他品种.

摘要： 通过对氮胁迫下冬小麦叶绿素含量、叶面积指数等生物物理参数的分析,指出养分胁迫下冬小麦生理反应的特点,并且分析其光谱特征及与叶绿素含量等的相关关系.

摘要： 本发明涉及通式(I)的取代的苯并二氮杂卓酮和苯并氮杂卓酮或它们的盐用于增强植物对非生物胁迫的胁迫耐受性、用于增强植物生长和/或用于提高植物产量的用途，其中在通式(I)中的基团对应于说明书中所给出的定义。本发明还涉及用于制备所述化合物的具体方法。

摘要： 本发明公开了一种与耐低氮胁迫和高盐胁迫相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明提供的蛋白质，是如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列1所示的蛋白质；b)在序列1所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。实验证明，本发明所提供的ZmCCT基因能够提高转ZmCCT基因植株后代中耐低氮胁迫和高盐胁迫抗性植株的比例，同时后代中的转ZmCCT基因阳性植株与阴性植株相比，对禾谷镰刀菌茎腐病的抗性有很大的提高。

摘要： 本发明涉及植物分子生物学及基因工程技术领域，具体涉及一种与低氮胁迫抗逆性有关的水稻蛋白（水稻OsPIMT2）及其编码基因克隆、功能验证与应用。利用Smarter RACE技术克隆出全长cDNA，进而获得OsPIMT2全长基因组序列。随后构建了OsPIMT2基因的过表达及干扰表达载体，通过农杆菌介导转化粳稻日本晴，通过对转基因植株的低氮胁迫分析表明OsPIMT2基因过表达转基因植株与野生型相比有着更低的脂质过氧化水平和更高的生物量(如干重、株高等)。因此，该基因的表达能使水稻利用有限的氮元素获得产生更高的生物量，为今后培育高氮利用率水稻品种提供一定的理论和基础。

摘要： 本发明公开了一种与耐低氮胁迫和高盐胁迫相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明提供的蛋白质，是如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列1所示的蛋白质；b)在序列1所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。实验证明，本发明所提供的ZmCCT基因能够提高转ZmCCT基因植株后代中耐低氮胁迫和高盐胁迫抗性植株的比例，同时后代中的转ZmCCT基因阳性植株与阴性植株相比，对禾谷镰刀菌茎腐病的抗性有很大的提高。

摘要： 本发明公开了一种提高油菜低氮胁迫耐受性和氮吸收的方法，首先对盆栽的条件下褪黑素适宜浓度进行优化，其次再检测植株地上部、地下部干重和养分积累量，最后利用荧光定量PCR检测油菜硝酸盐转运蛋白NRT2基因家族的表达情况，进而明确外源喷施褪黑素对17个油菜NRT2家族成员基因表达的影响。采用本发明的方法能为提高油菜应对低氮胁迫和氮吸收累积提供有效途径，并且为提升大田油菜低氮耐受力提供参考依据。

摘要： 本发明涉及植物分子生物学及基因工程技术领域，具体涉及一种与低氮胁迫抗逆性有关的水稻蛋白（水稻OsPIMT2）及其编码基因克隆、功能验证与应用。利用Smarter？RACE技术克隆出全长cDNA，进而获得OsPIMT2全长基因组序列。随后构建了OsPIMT2基因的过表达及干扰表达载体，通过农杆菌介导转化粳稻日本晴，通过对转基因植株的低氮胁迫分析表明OsPIMT2基因过表达转基因植株与野生型相比有着更低的脂质过氧化水平和更高的生物量(如干重、株高等)。因此，该基因的表达能使水稻利用有限的氮元素获得产生更高的生物量，为今后培育高氮利用率水稻品种提供一定的理论和基础。

摘要： 本发明提供一种减缓高含固污泥高氨氮胁迫促进定向生物转化的方法，在高含固污泥中加入生物质碳材料，生物质碳材料的制备方法为：将香蕉切成小块香蕉块，将香蕉块称重后置于水桶中并加水搅拌，将搅拌好的香蕉块和水加入水热反应釜中，盖好水热反应釜的盖子，设定加热温度，以常温升至300°C,香蕉块与水的比例为1：5，并且香蕉块和水占水热反应釜总容量的75％，水热反应釜的温度升至300°C后停止加热，降至常温后打开水热反应釜的盖子，将水热反应釜内的香蕉木醋液以及水热炭放入滤袋中，用离心机脱水后烤箱烘干得到香蕉水热碳，再用304不锈钢打粉机将制作好的香蕉水热碳打成粉状；从而解决了现有技术中处理污泥的效果不佳的问题。

摘要： 本发明公开了一种南美白对虾用抗亚硝氮胁迫中草药饲料添加剂，由天门冬、绞股蓝、甘草制成。据此，还建立了相应制备方法，即在碱性环境下用乙醇提取天门冬饮片，将提取液减压浓缩备用，随后逐渐加入一定量的绞股蓝粉末、甘草粉末、食品级乙醇搅匀，烘干、粉碎，过8筛，研究表明，所得中草药饲料添加剂具有纯天然、易制备、低毒性、低成本、有效成分含量高等特点，并有调节对虾免疫力、抗亚硝氮应激和促生长的作用，有效提高南美白对虾的抗应激能力和生长指标，其副作用较小且可有效避免病原产生的耐药性，是一种天然绿色的饲料添加剂。

摘要： 本发明涉及水稻种植培育技术领域，具体涉及含γ‑氨基丁酸的水稻培养液以及其在水稻抗氮胁迫中的应用和水稻培养方法。经研究发现水稻在氮胁迫条件下增施外源γ‑氨基丁酸能显著增加分蘖数和生物性状，进而有效地提高水稻增产潜力。进而将γ‑氨基丁酸在氮胁迫下的水稻培养中，制备了一种含γ‑氨基丁酸的水稻培养液，并根据水稻生长的特点提出了一种基于γ‑氨基丁酸的水稻培养方法，可以解决低氮或高氮环境对水稻生长发育抑制的问题。本技术方案可以在缺氮或者氮素过量的情况下，有效提升水稻起始的分蘖芽数目以及能够伸长的分蘖芽的数量，将其应用在水稻水培或者大田实践操作中，可以大大提高水稻产量，解决粮食短缺问题。

摘要： 本发明提供一种腐胺在缓解低氮胁迫对植株生长抑制的应用。腐胺处理缓解了低氮对植株生长的抑制，表现在植株茎粗、根长、叶片数的显著增加。同时外源腐胺处理显著增加了植株的叶绿素含量、最大光化学效率Fv/Fm值，提高了净光合速率及氮含量。由此表明，适宜浓度的腐胺能明显缓解低氮胁迫对苹果植株生长的抑制作用，为深入研究其在苹果响应低氮中的功能机制奠定基础。同时，其成果或可在未来应用于指导生产实践、改善果树根际环境。