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试验于2007-2008年在东北农业大学植物学实验实习基地进行。试验材料选用不同品质类型大豆东农46(高脂肪)和黑农35(高蛋白),其中东农46也作为硫代谢相关基因序列分析的试验材料。盆栽试验,每盆装15 kg土与砂的混合物(重量比1:1)以降低土壤基础肥力,分别设置三个施硫水平S0(0 g·kg -1土)、S20(0.02 g·kg -1土)、S80(0.08g·kg -1土),两个施氮水平N50(50kg·hm-2)和N100(100kg·hm-2),研究硫氮互作对大豆硫素含量、硫代谢关键酶及品质的影响。试验结果表明:硫氮互作影响大豆植株各器官硫、氮素浓度。叶片、主茎、叶柄和荚皮硫、氮素含量在生育期内呈下降趋势,子粒硫、氮素含量则持续增加。硫肥对各器官硫素含量主效应大于氮肥,施硫能提高大豆各器官硫素含量。氮肥对主茎、子粒中氮素含量主效应显著,在叶片、荚皮中不显著,施硫能促进氮的吸收利用。大豆植株N/S变化范围为1.52~20.26,叶片、荚皮、子粒的N/S在硫素充足时趋于稳定,在缺硫下上升。硫氮互作对鼓粒期大豆子粒氨基酸含量和GSH含量有显著影响。子粒胱氨酸、蛋氨酸及含硫氨基酸总量呈上升趋势,施硫、施氮能提高其含量。高氮下缺硫导致天冬氨酸和谷氨酸含量增加,随着子粒成熟差异逐渐消失。N/S与主要氨基酸呈正相关,与含硫氨基酸相关性呈弱负相关。硫肥对叶片、子粒GSH含量影响受发育时期控制,在鼓粒后期作用显著,施硫处理保持稳定,未施硫处理显著下降。氮肥处理对GSH含量无显著影响。RT-PCR技术扩增ATP硫酰化酶(ATPS)基因片段,所得ATPS的cDNA全长1310bp, ORF长801bp,始于第306位碱基,终于第1106位碱基,共编码267个氨基酸,分子量为29.93KDA,等电点为6.20。东农46的ATPS序列与豆科植物亲缘关系近,含有nt_trans (nucleotidyl transferase) superfamily保守结构域。ATPS mRNA的相对表达量受发育的调控,在子粒成熟期内呈下降趋势,缺硫和硫素过量都会抑制ATPS mRNA的表达,施氮能促进东农46ATPS mRNA表达,发育后期差异消除。RT-PCR技术扩增基因APS还原酶(APR)基因片段,所得APR的cDNA全长1506bp,ORF长1026 bp,始于第323bp,终于第1348bp,共编码342个氨基酸,分子量38.09KDA,等电点为6.35,含有PAPS_ reductase和Thioredoxin (TRX)-like superfamily两个保守结构域。东农46 APR mRNA的相对表达量受发育的调控,在子粒成熟期内呈下降趋势,缺硫上调表达APR mRNA,黑农35APR mRNA对外源硫氮营养的应答反应无明显规律。RT-PCR技术扩增基因丝氨酸乙酰转移酶(SAT)基因片段,所得SAT的cDNA全长911bp,ORF长620bp,位于氨基酸序列的第184-804位,共编码207个氨基酸,分子量21.68KDA,等电点7.78,cDNA序列同豆科作物同源性高。含有cysE、LbetaH超基因家族和SATase_N superfamily的保守区域。黑农35 SAT mRNA的相对表达量在整个生育期内保持较高水平,子粒成熟前期表达量较高且处理间差异显著,后期表达差异消失。缺硫抑制SAT mRNA表达,施硫能提高其表达量,但过量施硫会降低表达。RT-PCR技术扩增基因氧乙酰丝氨酸硫醇裂解酶(OAS-TL)基因片段,所得OAS-TL的cDNA全长1059bp,ORF始于第58位碱基,终于第912位碱基,共编码284个氨基酸。分子量为28.49KDA,等电点为5.45。类属于超基因家族PALP,其核酸序列其它物种同源性很高。鼓粒期大豆子粒OAS-TL活性持续下降,后期处理间差异不显著。硫不足和过量都降低活性,高氮处理大于低氮处理。OAS-TL基因表达受发育的调控,其mRNA表达在子粒发育早期表达较强,随成熟逐渐降低。适当的硫氮配比可以保持OAS-TL mRNA在高水平下表达,低氮时中硫处理表达水平高、高氮时高硫处理表达水平高。硫氮互作对大豆各品质性状的影响不同。高氮下增施硫肥可提高东农46蛋白质含量;黑农35蛋白质含量随施硫量增加而增加;东农46的总氨基酸、人体必需氨基酸和含硫氨基酸总量都小于黑农35。硫氮肥对东农46、黑农35含硫氨基酸作用效果一致,高氮处理大于低氮处理,施硫处理大于未施硫处理。施硫、施氮降低粗脂肪含量。低氮下施硫能提高东农46和黑农35脂肪酸总量。施氮降低了油酸和亚油酸总量,提高了亚麻酸含量。