基于转录组学和代谢组学解析氮调控花生结瘤固氮的机理
刁瑞宁1
杨莎2
张佳蕾2
王建国2
彭振英2
崔利2
刘珂珂2
李新国2
万书波2
1.青岛农业大学农学院,山东 青岛 2661092.山东省农业科学院农作物种质资源研究所/山东省作物遗传改良与生态生理重点实验室,山东 济南 250100
摘要：花生是一种重要的豆科作物,能与根瘤菌共生固氮,但该过程受到土壤中氮素的严格调控,施氮量过高时会形成"氮阻遏"效应.目前关于氮素调控花生结瘤固氮机理的研究较少.本研究以花育 22 号为试验材料,设置 90 kg/hm2氮处理和对照(不施氮),统计根瘤数、测定固氮酶活性并进行转录组学、代谢组学及双组学联合分析.结果表明,施氮处理显著减少根瘤数,降低根瘤固氮酶活性.经转录组分析,共鉴定出3 123个差异表达基因,富集在生物过程、细胞组成和分子功能三大类;从中筛选出 13 个与氮调控花生结瘤固氮有关的基因,分别编码生长素应答蛋白和响应因子、鸟氨酸脱羧酶、天冬酰胺合成酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶、苹果酸脱氢酶、苹果酸酶等.经液相色谱串联质谱法分析,共鉴定到 201 种差异代谢物,包括酚酸、黄酮、氨基酸等共 12 大类物质,其中黄酮类代谢物占比最高,约占 19.9%.通过对转录组学和代谢组学的联合分析发现,氮素主要通过植物激素信号转导、次生代谢物生物合成、氮代谢等途径调控花生结瘤固氮.本研究结果可为深入研究氮素调控花生结瘤固氮的分子机理提供信息基础.
关键词：花生结瘤固氮酶活性转录组学代谢组学
分类号：S565.2:Q78(经济作物)
资助基金：国家自然科学基金(32272020)山东省农业科学院农业科技创新工程项目(CXGC2023A20)
论文发表日期：2023-04-28
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 1-10 )
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