科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
【目的】探究外源褪黑素对养分胁迫下苹果砧木幼苗内源褪黑素合成、氮代谢关键酶活性及氮代谢和氮转运相关基因表达的影响。【方法】水培试验材料为7～8片叶的平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)幼苗。幼苗在1/2 Hoagland营养液中生长12天，然后分为两组，一组营养液中添加褪黑素(0.1μmol/L)，一组不添加作为对照。第15天时，两组幼苗的营养液浓度又分为1/2和1/20 Hoagland营养液两个养分水平，形成4个处理：1/2 Hoagland营养液(CK)、1/2 Hoagland营养液+0.1μmol/L褪黑素(MCK)、1/20 Hoagland营养液(ST)、1/20Hoagland营养液+0.1μmol/L褪黑素(MST)。第35天时(处理20天)，取平邑甜茶幼苗叶片和根系样品，测定褪黑素含量、氮代谢相关酶活性、褪黑素合成关键酶和氮转运代谢相关基因的相对表达量。【结果】与CK相比，养分胁迫(ST)上调了平邑甜茶幼苗叶片中褪黑素合成相关基因MdTDC、MdT5H、MdAANAT和MdASMT的表达，显著增加了内源褪黑素含量，降低了幼苗叶片及根中的硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、Fd-谷氨酸合成酶(Fd-GOGAT)和NADH-谷氨酸合成酶(NADH-GOGAT)活性(P<0.05)，下调了5个氮代谢相关基因NR、NiR、GS、Fd-GOGAT和NADH-GOGAT的表达量，但上调了叶片中氮转运基因MdNRT1.1、MdNRT2.5、MdNRT2.7、MdAMT1.2、MdAMT1.5和MdAMT2.1的表达量。与ST相比，MST处理苹果幼苗叶片中4个褪黑素合成基因的表达上调，内源褪黑素含量显著升高了3.10%(P<0.05)，叶片中NR、NiR、GS和Fd-GOGAT活性分别升高65.62%、51.49%、59.63%和17.53%，根系中NiR、GS和Fd-GOGAT活性分别显著升高19.52%、52.09%和12.72%；叶片中5个氮代谢相关基因NR、NiR、GS、FdGOGAT和NADH-GOGAT的表达水平显著升高至ST处理的2.16、2.08、2.22、1.71和1.19倍，根系中4个氮代谢相关基因NiR、GS、Fd-GOGAT和NADH-GOGAT表达水平升高至ST处理的1.31、1.41、1.74和1.54倍，并显著上调了苹果幼苗叶片中氮转运基因MdNRT2.4、MdNRT2.5、MdNRT2.7、MdAMT1.2和MdAMT2.1的表达水平。【结论】养分胁迫下，平邑甜茶幼苗通过上调褪黑素合成相关基因表达水平提高内源褪黑素含量，进而促进氮代谢酶活性，上调氮转运代谢相关基因的表达水平，最终促进氮的代谢和吸收转运，起到缓解苹果砧木养分胁迫的作用。不论是否养分胁迫，外源添加褪黑素均有助于提升植物体内的褪黑素含量，提高氮代谢水平，提升作物对养分胁迫的抗性。
- 单位
