低氮胁迫下海棠花中花青素合成与氮代谢的作用关系研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liyyng1987
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在低氮条件下,海棠会呈现出部分组织颜色变红、花青素积累增加的现象,且不同形式氮素的代谢水平存在差异。本文以常绿叶海棠花组培苗为植物材料,首先取完全舒展的叶片,在氮素含量不同的诱导培养基上诱导获得离体叶盘。选取表型表达差异明显的3组样品进行转录组测序分析,通过基因功能注释分析及富集分析、基因差异表达量,筛选出在不同氮胁迫条件下,与花青素合成及氮代谢相关的表达差异显著的关键基因。同时结合高效液相色谱法检测不同处理下离体叶片中花青苷及其他类黄酮通路化合物的含量。最后利用荧光定量分析,探索不同程度氮胁迫下相关基因的表达,锁定关键基因,探索植物中氮代谢与花青素合成间存在的关联,为植物体内物质代谢机制提供线索。研究结果如下:(1)低氮环境会刺激类黄酮合成途径,与花青素合成负相关。经不同程度氮胁迫诱导的海棠叶片叶色变化对比最明显的三组样品分别为100%MS、25%MS、20%MS,将其进行转录组测序,结果表明氮素含量可通过影响苯丙氨酸进而导致类黄酮物质的合成。(2)HPLC结果证明低氮胁迫确实通过作用于花青素合成,并且促进中期产物柚皮素的增加为下游花青素合成提供底物,进而影响植物组织呈色。但其中也存在着不同合成途径变化规律不同的现象,推测培养环境氮含量变化导致植物体内不同代谢途径上物质分配机制的不同。(3)荧光定量结果表明花青素通路相关基因CHI、F3H、DFR、ANS,以及转录因子MYB10在此研究中受低氮胁迫时表达量与花青素合成正相关,同时发现MsMYB59、MsbHLH106、MsbHLH137可能同样能够在低氮条件下对花青素合成进行正调控。与苯丙氨酸代谢、氮代谢中氨基交换环节有关MsTAT、MsPCKA、MsleuD基因,与花青素合成规律相反,也许起到负调控的作用。还获得两个与花青素合成正相关的LBD基因。这些基因可作为花青素合成与氮代谢两条通路之间的关联因素。
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