大豆根系天冬氨酸分解代谢对低氮低磷胁迫的应答
- Title:
- Response of Aspartic Acid Catabolism in Soybean Roots to Low Nitrogen and Low Phosphorus Stress
- 摘要:
- 天冬氨酸分解代谢途径产生了多种必需氨基酸，该途径也是植物体内各种氨基酸代谢的关键途径。氮和磷是限制大豆根系发育和代谢的重要元素，为探究大豆根系天冬氨酸代谢对低氮低磷胁迫的响应机制，以不同磷效率大豆品种为试验材料，采用砂培试验，设置不同氮磷培养处理，分析大豆根系天冬氨酸分解代谢途径在低氮和低磷条件下的变化情况，包括相关代谢产物的积累、氨基酸含量和相关酶活性及GmAK1基因表达量的变化。设置两个磷处理：常磷处理（P+，0.5 mmol·L-1）和低磷处理（P-，0.005 mmol·L-1）。设置两个氮处理：常氮处理（N+，2 mmol·L-1）和低氮处理（N-，0.2 mmol·L-1）。结果表明：与常磷常氮（P+N+）条件相比，常磷低氮（P+N-）胁迫处理使大豆根系氮磷积累量下降了11.63%~44.89%，低磷常氮（P-N+）胁迫使其降低了14.80%~46.89%，P-N+胁迫对大豆根系氮磷积累量造成的影响更为显著。大豆根系天冬氨酸激酶（AK）活性在各个时期都显著高于天冬氨酸转氨酶（AST）和天冬酰胺合成酶（ASNS）。在V2期，低磷低氮（P-N-）胁迫使磷高效大豆品种辽豆13根系的ASNS活性显著提高10.86%，P+N-胁迫使磷低效大豆铁丰3号根系的AK活性显著提高5.21%；在R2期，P-N-胁迫使铁丰3号根系的ASNS活性显著提高了8.84%；在R6期，3种酶活性在不同处理下变化范围较小。所测氨基酸含量中，除蛋氨酸（Met）外，其余氨基酸均对P-N+胁迫反应明显，且苗期最显著。此外，两个品种大豆根系 AK酶编码基因GmAK1的表达量受P-N+胁迫影响更为明显，其中，P-N+胁迫使磷高效大豆辽豆13根系GmAK1的表达量在R2期显著增加了77.92%，使磷低效大豆铁丰3号显著降低了89.61%。研究阐明了低磷胁迫较低氮胁迫对大豆根系天冬氨酸分解代谢途径具有更为显著的影响，且苗期表现最为明显，为低氮和低磷条件影响大豆根系的研究提供新思路。
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[1]赵天宏,曹艳红,王岩,等.臭氧胁迫对大豆根系形态和活性氧代谢的影响[J].大豆科学,2012,31(01):52.[doi:10.3969/j.issn.1000-9841.2012.01.012]
ZHAO Tian-hong,CAO Yan-hong,WANG Yan,et al.Effects of Ozone Stress on Root Morphology and Reactive Oxygen Species Metabolism in Soybean[J].Soybean Science,2012,31(01):52.[doi:10.3969/j.issn.1000-9841.2012.01.012]
[2]孙庆元,张雪崧,赵略,等.尿素酶抑制剂NBPT对大豆根系的影响[J].大豆科学,2008,27(01):92.[doi:10.11861/j.issn.1000-9841.2008.01.0092]
SUN Qing-yuan,ZHANG Xue-song,ZHAO Lue,et al.Effect of Urease Inhibitor NBPT on Growth of Soybean Roots[J].Soybean Science,2008,27(01):92.[doi:10.11861/j.issn.1000-9841.2008.01.0092]
[3]王湦曼,王丽红,周青.双酚A对大豆幼苗根系生长及体内含量的影响[J].大豆科学,2015,34(04):624.[doi:10.11861/j.issn.1000-9841.2015.04.0624]
WANG Sheng-man,WANG Li-hong,ZHOU Qing.Effects of BPA on Root Growth and BPA Content in Soybean Roots at Seedling Stage[J].Soybean Science,2015,34(01):624.[doi:10.11861/j.issn.1000-9841.2015.04.0624]
[4]金剑 刘晓冰 王光华.大豆Glycine max (L .)Merrill 根系研究进展[J].大豆科学,2002,21(03):223.[doi:10.11861/j.issn.1000-9841.2002.03.0223]
Jin Jian Liu Xiaobing Wang Guang hua.ADVANCES IN ROOT RESEARCHOF SOYBEAN Glycine max (L.)MERRILL[J].Soybean Science,2002,21(01):223.[doi:10.11861/j.issn.1000-9841.2002.03.0223]
[5]孙浩楠,曹 霞,朱贵爽,等.耐低氮大豆资源的苗期筛选与评价[J].大豆科学,2023,42(05):545.[doi:10.11861/j.issn.1000-9841.2023.05.0545]
[6]宫逸,高杰,王华美,等.外源α-酮戊二酸对低氮下大豆氮同化和产量性状的影响[J].大豆科学,2025,(01):84.[doi:10.11861/j.issn.1000-9841.2025.01.0084]