延薯4号马铃薯对氮素的生理生化响应及转录组分析

【目的】研究不同氮浓度处理对马铃薯的生理生化响应以及对氮代谢相关基因的挖掘,明确马铃薯受氮素影响的关键时期以及此时期氮代谢基因的表达差异。【方法】以"延薯4号"马铃薯为试材,设置施氮与未施氮处理,采用盆栽种植的方式研究马铃薯氮效率、生理生化差异以及生长发育关键时期,并且对马铃薯现蕾期的叶和根进行转录组测序分析,获得氮代谢差异表达基因。【结果】施氮处理显著增加了马铃薯氮效率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、根系活力、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性,同时现蕾期为马铃薯生长发育关键时期;施氮的叶和根中共有12 996个DEGs,其中6 440个上调,6 556个下调,GO富集于11个生物过程,17个细胞成分和2个分子功能,在氮代谢途径中共有15个DEGs,8个上调,7个下调;未施氮的叶和根中共有12 178个DEGs,其中6 268个上调,5 910个下调,GO富集于7个生物过程,21个细胞成分和2个分子功能,在氮代谢途径中共有19个DEGs,8个上调,11个下调;氮代谢途径鉴定了编码9种基因的19个DEGs,7个DEGs(PGSC0003DMG400016996,PGSC0003DMG400006913,PGSC0003DMG400030212,PGSC0003DMG400025823,PGSC0003DMG400016001,PGSC0003DMG400004355,PGSC0003DMG400009698)在叶片中的表达量较高,同时有7个DEGs(PGSC0003DMG400015734,PGSC0003DMG400001145,PGSC0003DMG400008262,PGSC0003DMG400008356,PGSC0003DMG400014592,PGSC0003DMG400013235,Novel02273)在根中的表达量较高。【结论】NRT2.4、NRT2.5、NRT2.7、NR、NiR基因主要参与马铃薯氮素吸收功能,GdH、GS、GOGAT基因主要参与马铃薯氮素利用功能。