氮处理对大豆根瘤固氮能力及GmLbs基因表达的影响

• 作者: 杜梦柯 连文婷 张晓 李欣欣
• 来源期刊: 植物学报
• 关键词: 生物固氮 GmLbs 豆血红蛋白 氮浓度 大豆
• 年，卷（期）: 2021,（null）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 391-403
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.11983/CBB21037

摘要

共生根瘤的固氮效率受外界氮素的严格调控。除固氮酶活性外，豆血红蛋白(Lb)浓度亦是反应固氮能力的重要指标。为明确氮水平对生物固氮作用的影响，以大豆(Glycine max)为材料，在低氮(0.53 mmol·L–1)条件下接种根瘤菌，30天后再进行高氮(5.3、10、20、30和40 mmol·L–1)处理7天，分析Lb浓度、固氮酶活性及类菌体发育状态。结果表明，随着外界氮浓度的增加，根瘤由红变绿，且红色Lb明显减少而绿色Lb急剧增加；固氮酶活性显著被抑制，类菌体中侵染细胞数目和面积显著下降，表明高氮引起Lb形态的改变与固氮能力关系密切。利用生物信息学及公开表达谱等数据进行分析，发现大豆根瘤中主要含有4个共生Lb基因，即GmLb1、GmLb2、GmLb3和GmLb4。4个GmLbs亲缘关系很近且位于进化树的同一分支。进一步分析GmLb1–4转录水平对氮的响应，结果表明，GmLb1–4的表达显著受高氮抑制。研究结果可为揭示氮介导根瘤衰老机制及生物固氮的应用提供依据。