《不同氮濃度下茶樹氮合成關(guān)鍵酶基因的表達分析》

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1、核農(nóng)學(xué)報2014，28(6)：0985～0989985JournalofNuclearAgriculturalSciences文章編號：1000-8551(2014)06~985—05不同氮濃度下茶樹氮合成關(guān)鍵酶基因的表達分析林鄭和鐘秋生陳常頌陳志輝游小妹(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建福安355000)摘要：本研究以10月齡扦插九龍袍荼苗[Camelliasinensis(L．)O．Kuntzeev．Jiulongpao]為試驗材料，通過沙培試驗，設(shè)4個N濃度(0、60、600、6000mmol·L)，每周3次，處理后2

2、1周，克隆得到茶葉中氮合成轉(zhuǎn)化關(guān)鍵酶基因：谷氨酸脫氫酶(GDH)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酰胺一酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶(GOGAT)的保守區(qū)，在GenBank登錄號分別：JN602371、JN602372、JN602373；進行熒光定量PCR檢測，發(fā)現(xiàn)缺氮下GS、GOGAT基因的表達增強；GDH基因表達顯著下降。通過回歸分析，GS基因表達與葉片氮含量呈負相關(guān)，而GDH與葉片氮含量呈正相關(guān)。關(guān)鍵詞：缺氮；基因；克??；熒光定量PCRDOI：10．11869／j．issn．100—8551．2014．06．0985氮是植物生長發(fā)育

3、需求量最大的營養(yǎng)元素之一，高；而特異表達煙草GS2基因促進了轉(zhuǎn)基因煙草幼既是構(gòu)成植物有機體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，也是植物生理代謝苗的生長；Man等人認為，轉(zhuǎn)GS基因的楊樹，提過程中起催化作用的物質(zhì)¨J。在自然條件下，氮的吸高了氮同化效率和生長。隨著氮代謝相關(guān)基因研究的收主要來源于土壤，而土壤中的氮通常是有限的，因此進一步深人，將為更加準確、及時地進行肥料運作提供土壤缺氮成為世界范圍內(nèi)限制植物生長和發(fā)育的重要科學(xué)依據(jù)。因子之一。目前關(guān)于GS、GDH等相關(guān)報道大多數(shù)集中在小近年來植物氮代謝機理及其調(diào)控一直備受關(guān)麥、水稻㈨、煙草、甜菜、橡膠

4、樹、甜瓜注。氮素對作物的生長發(fā)育起著關(guān)鍵作用，無機氮等，而關(guān)于茶樹GS、GDH、GOGAT等酶基因表達的研只有轉(zhuǎn)化成有機氮的形式才可以被植物體所利用，究甚少。本研究以福建省農(nóng)科院茶葉所選育的九龍袍在高等植物中，谷氨酰胺合成酶(glutaminesynthetase，(福建省審定品種，編號：閩審茶2000002，無性系、灌GS；E．C．6．3．1．2)和谷氨酸合酶(Fd—GOGAT，E．木型、中葉類、晚生種，二倍體)茶樹品種為試驗材料，C．1．4．1．7；NADH．GOGAT；E．C．1．4．1．14)循環(huán)是克隆茶樹葉片GS、

5、GDH、GOGAT酶基因的保守區(qū)，利無機氮轉(zhuǎn)化成有機氮形式的主要途徑。谷氨酰胺用實時熒光定量PCR技術(shù)，分析其在不同氮處理濃度合成酶(glutaminesynthetase，GS；E．C．6．3．1．2)是將下的表達差異，從分子水平上探討氮素含量與GS、無機氮轉(zhuǎn)化為有機氮的第一個酶，亦是關(guān)鍵酶，催化不GDH、GOGAT酶基因表達的關(guān)系，為氮素吸收、轉(zhuǎn)化、同來源的氨與谷氨酸結(jié)合形成谷氨酰胺；而后谷氨酰利用提供依據(jù)。胺又在谷氨酸合成酶(glutamatesynthetase，GOGAT；E．C．1．4．1．14)的催化下，將谷氨

6、酰胺轉(zhuǎn)移到一酮戊1材料與方法二酸上生成谷氨酸，此連續(xù)反應(yīng)過程被稱為“GS-GOGAT循環(huán)”。1．1試驗材料有研究表明，轉(zhuǎn)GS基因小麥并沒有提高GS的總試驗于2011—2012年在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉量，但某些株系中根量增大，籽粒增多，含氮量提研究所試驗地完成。試驗所采用的品種為九龍袍收稿日期：2013-08-20接受日期：2014-01-08基金項目：福建省自然科學(xué)基金項目(2012J01098)，國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(nycytx一23)，福建省農(nóng)科院創(chuàng)新團隊重點資助項目(CXTD2011—18)，福建農(nóng)科院優(yōu)質(zhì)茶創(chuàng)新

7、團隊(CXTD一1—1302)作者簡介：林鄭和，男，副研究員，主要從事茶樹生理與分子生物學(xué)研究。E-mail：linzhenghe@126．toni通訊作者：陳常頌，男，副研究員，主要從事茶樹遺傳育種研究。E-mail：ccs6536597@163．corn986核農(nóng)學(xué)報28卷[Camelliasinensis(L．)O．Kuntze]，選取160株生長分析(LSD法)。一致的10月齡扦插苗，盆栽于6L的裝滿沙的花盆中，每盆2株，每處理20盆，于自然溫、光條件下培養(yǎng)。2結(jié)果與分析營養(yǎng)液參照文獻[14—16]配制，完全營養(yǎng)液包

8、含3mmol·LNH4NO3，0．5mmo]·LCa(H2PO4)2，1．02．1不同濃度的氦處理下葉片氮含量的變化mmo]·L一K2SO4，0．5mmol·L～CaCl2，0．6mmol·圖1可見，當(dāng)供氮為0增加到60mmol·LN時，L—MgSO4，46p~mol·L～H3BO"9m0