我校揭示调控油菜氮效率的生物学机制

  • 日期:01-11
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南湖新闻网(通讯员郑新瑞)11月23日,我校徐方森的研究团队在《植物,细胞环境》杂志上在线发表了一篇题为“甘蓝型油菜氮素利用效率的比较基因组和转录组分析的新关键因素”的研究论文。本研究结合基因组重测序和转录组测序技术,揭示油菜氮效率调控的生物学机制。

以前的研究表明甘蓝型油菜氮效率存在很大的基因型差异,但其调控机制尚不清楚。研究组通过苗期营养液栽培试验和田间试验筛选出两种不同氮效率的油菜基因型。研究发现,与氮低效基因型相比,氮高效基因型成熟期产量和氮素吸收利用效率较高,根系发达,苗期氮素同化和光合能力较高。通过对两种不同氮效率基因型的基因组重测序,发现氮效率基因型比氮效率基因型有更多的基因组变异,通过基因功能注释,发现氮效率基因型比氮效率低效基因型在氮效率相关基因上有更多的变异。结合转录组分析,研究小组在茎中发现了11个基因,在根中发现了14个基因,这两个品种在对氮缺乏的反应中不仅有基因组变异,而且有很大的表达差异。这些基因主要涉及光合作用和碳氮平衡(图3)。随后,研究组通过基因共表达网络确定了控制油菜氮效率的关键基因。研究表明,氮素吸收效率、氮素利用效率以及光合作用和碳氮代谢的平衡共同影响油菜的氮素效率。同时,调控这些过程的关键基因也已被鉴定出来,为提高油菜氮素效率提供了重要的理论依据。

我院资源与环境学院的徐方森教授是论文的通讯作者,博士生李泉和丁副教授是论文的共同主要作者。本研究得到了国家重点研发计划和华中农业大学自主创新基金项目的支持。

点评:丁光达

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