低氮胁迫诱导木薯幼苗花青素积累及其基因表达

作者：邹良平; 郭鑫; 起登凤; 翟敏; 李壮; 赵平娟; 彭明^*; 牛兴奎^*

来源：生物技术通报, 2022, 38(02): 75-82.

DOI：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-0441

• 花青素
• 木薯
• 氮素浓度
• 氮素形态
• 基因表达

为明确氮素浓度和形态与木薯花青素产生和积累的关系，基于氮素胁迫能够在拟南芥等植物中促进花青素产生的研究结果，以木薯品种Arg7为研究对象，研究木薯无菌幼苗在添加了(1)40 mmol/L NO3-+ 20 mmol/L NH4+，(2)40 mmol/L NO3-，(3)20 mmol/L NH4+，(4)0.4 mmol/L NO3-+ 0.2 mmol/L NH4+，(5)0.4 mmol/L NO3-，(6)0.2 mmol/L NH4+，(7)1 mmol/L(N)，(8)5 mmol/L(N)，(9)9 mmol/L(N)，(10)13 mmol/L(N)10种氮素浓度和形态的MS培养基中生长40 d的农艺性状，以及对花青素合成相关结构基因的诱导和花青素积累的差异。结果表明，木薯品种Arg7无菌幼苗在添加有40 mmol/L NO3-+ 20 mmol/L NH4+，40 mmol/L NO3-和20 mmol/L NH4+的MS缺氮培养基中生长至40 d，没有观察到花青素产生；与40 mmol/L NO3-+ 20 mmol/L NH4+处理条件相比，在40 mmol/L NO3-条件下的株高和初生根根长没有显著差异，但初生根根数显著减少，而在20 mmol/L NH4+条件下其株高、初生根根长和初生根根数都受到极显著抑制；木薯品种Arg7无菌苗在含有0.4 mmol/L NO3-+ 0.2 mmol/L NH4+，0.4 mmol/L NO3-和0.2 mmol/L NH4+的MS缺氮培养基中生长至40 d，3种处理条件下的木薯茎秆和叶柄中花青素积累明显，花青素合成相关结构基因被诱导表达；与40 mmol/L NO3-+ 20 mmol/L NH4+条件下相比，在0.4 mmol/L NO3-+ 0.2 mmol/L NH4+，0.4 mmol/L NO3-和0.2 mmol/LNH4+条件下的株高、初生根根长和根数极显著降低，而花青素含量极显著增加，且花青素含量随着氮素浓度增加呈负相关关系(R2=0.96)。由此表明，木薯品种Arg7无菌幼苗植株中花青素的诱导表达只与氮素浓度有关，而与氮素形态无关。

• 单位
  四川农业大学; 中国热带农业科学院热带生物技术研究所; 华中农业大学