基于氮素对枸杞甜菜碱含量及代谢关键酶影响的转录组分析

作者：禹雅楠; 刘根红^*; 郑国琦; 周佳瑞

来源：西南农业学报, 2023, 1-15.

• 氮素
• 枸杞
• 甜菜碱
• 转录组测序

【目的】为探究不同施氮量对枸杞主要次生物质甜菜碱及合成关键酶含量基因水平的影响，为宁夏枸杞品质代栽培提供技术支持。【方法】以‘宁杞1号’为试验材料，运用裂区试验设计，主区为氮肥施用深度A(A1:0～20 cm，A2:20～40 cm)2个处理，副区为氮素施用量B(CK:0 kg/666.7 m2、B1:15 kg/666.7 m2、B2:30 kg/666.7 m2、B3:45 kg/666.7 m2、B4:60 kg/666.7 m2)5个处理，通过枸杞生长期间相关指标测定及不同氮素水平枸杞样品高通量下的转录组测序分析，明确氮素对枸杞甜菜碱及代谢关键酶的影响。【结果】随着施氮量的增加，枸杞甜菜碱及其合成相关酶含量基本呈上升趋势，在浓度达到45 kg/666.7 m2时，所测定指标含量开始下降。转录组测序共获得98 264个基因，其中差异表达的基因10 081个。GO注释分析表明，注释基因主要富集在光合作用、质外体、单加氧酶活性、叶绿素、四吡咯结合酶活性等过程中；且进行KEGG注释后，分析发现差异基因信号通路显著富集在植物激素信号传导、植物病原菌互作以及核糖体中；对与甜菜碱合成相关酶差异基因进行分析，发现其表达量均有不同程度的上调。综合分析所测定指标含量和基因表达水平之间的关系，表明甜菜碱合成相关酶基因的上调，导致枸杞果实内甜菜碱含量发生变化。【结论】甜菜碱合成关键酶是单加氧酶和甜菜碱醛脱氢酶，随着施氮量的适量增加，甜菜碱合成关键酶含量及其相关基因数量上调，致使枸杞果实内甜菜碱含量上升。

• 单位
  宁夏大学