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谷丙转氨酶基因OsAlaAT4调控水稻氮素吸收和产量

文献类型： 中文期刊

作者： 王轶欣;林参;马刘洋;陈龙;奉保华;倪深;魏祥进;贺记外;陈天晓

作者机构：

关键词： 水稻;氮含量;OsAlaAT4;氮素利用率;产量

期刊名称：中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2025 年 40 卷 1 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 【目的】研究OsAlaAT4在调控水稻氮素利用中的功能,有助于完善水稻氮调控网络,同时为水稻高氮利用率提供理论依据。【方法】根据OsAlaAT1的氨基酸序列在NCBI数据库找同源基因,构建敲除载体,通过农杆菌介导的遗传转化方法转化日本晴愈伤组织,从而获得水稻转基因植株并筛选纯合突变体,将野生型日本晴与突变系通过不同氮浓度的水培试验和田间试验来验证OsAlaAT4与氮吸收利用相关。【结果】查找到同源基因OsAlaAT4,成功构建敲除载体并转入日本晴(NIP),获得2个纯合突变系。不同氮浓度水培结果显示,突变系株高、干质量和鲜质量低于相同处理的野生型,根长长于相同处理的野生型,在1/2倍标准氮(N1/2)、4倍标准氮(N4)、8倍标准氮(N8)处理下突变系alaat4-1和alaat4-2的整株氮含量分别提高了27.7%、6.6%、7.7%和26.0%、7.8%、4.5%。正常施氮条件下突变系籽粒的蛋白质含量分别降低了3.0%和3.3%。在低氮田条件下,突变系的株高显著低于野生型。与野生型相比,两个突变系的叶和茎氮含量分别提高了12.1%、13.5%和14.4%、6.9%,穗部氮含量则分别降低了2.6%和4.1%,产量分别降低了7.2%和7.6%；高氮田条件下,突变系的分蘖数显著高于野生型,与野生型相比,突变系的叶和茎氮含量分别提高了7.9%、6.7%和16.6%、16.1%,穗部氮含量则降低了4.9%、4.5%,产量下降了6.5%和5.4%。无论低氮还是高氮处理下,突变系的氮素利用率(NUE)均显著低于野生型。【结论】敲除OsAlaAT4导致水稻叶、茎中的氮含量增加,但穗部氮含量、蛋白质含量和产量下降,最终导致氮素利用率(NUE)下降。

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