过表达茶树自噬相关基因CsATG3b对拟南芥氮利用效率的影响
作者:
作者单位:

果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室/华中农业大学园艺林学学院,武汉 430070

作者简介:

夏侯龙, E-mail: XiaHoul@webmail.hzau.edu.cn

通讯作者:

赵华, E-mail: zhaohua@mail.hzau.edu.cn

中图分类号:

S571.1

基金项目:

国家重点研发计划项目(2018YFD1000600);国家自然科学基金项目(32070376)


Effects of overexpression of tea autophagy-related gene CsATG3b on nitrogen utilization efficiency in Arabidopsis thaliana
Author:
Affiliation:

National Key Laboratory for Germplasm Innovation and Utilization of Horticultural Crops/ College of Horticulture and Forestry,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China

Fund Project:

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    摘要:

    为探究茶树自噬相关基因CsATG3b在茶树氮利用中的潜在作用,从茶树中克隆了CsATG3b基因,在拟南芥中验证其参与氮利用的功能。结果显示,CsATG3b的表达水平随着茶树叶片成熟度的增加呈上升的趋势;与野生型拟南芥相比,低氮条件下,CsATG3b过表达株系(CsATG3b-OE)的根冠比和氮含量显著增加;过表达CsATG3b改变氮在植株体内的分配,正常氮条件下促进氮向茎生部位分配,低氮条件下促进氮向根系分配;过表达CsATG3b株系在低氮条件下显著上调根中氮吸收与转运相关基因AtNRT1.1、AtNRT2.1、AtNRT2.2和莲座叶中氨基酸转运基因AtAAP1、AtAAP4AtAAP6及自噬相关基因AtATG3、AtATG5AtATG8b的表达水平;过表达CsATG3b株系在正常氮条件下氮的积累增加,在低氮条件下的氮利用效率显著提高。结果表明,过表达CsATG3b能够通过调控拟南芥氮的吸收转运基因和自噬相关基因表达,从而提高植株氮利用效率及耐低氮胁迫的能力。

    Abstract:

    The autophagy-related gene CsATG3b was cloned from tea trees and its function in nitrogen utilization was verified in Arabidopsis thaliana to explore the potential role of CsATG3b in nitrogen utilization in tea trees.The results showed that the expression level of CsATG3b in tea leaves increased with the increase of tea leaves maturity.Compared with wild-type Arabidopsis (WT),the root to shoot ratio and content of nitrogen in CsATG3b overexpressing (CsATG3b-OE) lines under low nitrogen were significantly increased.Overexpression of CsATG3b changed the distribution of nitrogen within the plant.It promoted the distribution of nitrogen to stems under normal nitrogen,while it promoted the distribution of nitrogen to roots under low nitrogen.The CsATG3b overexpressing (CsATG3b-OE) lines significantly upregulated the expression levels of nitrogen absorption and transport related genes AtNRT1.1AtNRT2.1AtNRT2.2 in roots,amino acid transport genes AtAAP1AtAAP4AtAAP6 and autophagy related genes AtATG3AtATG5,and AtATG8b in rosette-leaves under low nitrogen.The CsATG3b overexpressing (CsATG3b-OE) lines increased nitrogen accumulation under normal nitrogen and significantly improved nitrogen utilization efficiency under low nitrogen.It is indicated that the overexpression of CsATG3b can improve nitrogen utilization efficiency and tolerance to low nitrogen in Arabidopsis by regulating the expression of nitrogen absorption and transport genes and autophagy related genes.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

夏侯龙,马丹妮,张乐慧,黄玮,赵华,倪德江.过表达茶树自噬相关基因CsATG3b对拟南芥氮利用效率的影响[J].华中农业大学学报,2023,42(6):127-137

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  • 收稿日期:2023-10-08
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  • 在线发布日期: 2023-12-12
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