Page 131 - 《广西植物》2026年第5期
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５ 期 王力涵等: 不同氮素形态配比对马大相思幼苗生长及转录组响应的分析 ８ ６ ３
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ ａｓｅｘｕａｌ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ Ａｃａｃｉａ
ｍａｎｇｉｕｍ × Ａ. ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｍｉｓ ｃｌｏｎｅ ＡＭＡ３０８ ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍ ｒａｔｉｏｓꎬ ａｓｅｘｕａｌ ｔｉｓｓｕｅ￣ｃｕｌｔｕｒｅｄ
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ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ ｆｉｖｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＮＨ / ＮＯ ｒａｔｉｏｓ (０ ∶ １０ꎬ ３ ∶ ７ꎬ ５ ∶ ５ꎬ ７ ∶ ３ꎬ １０ ∶ ０) ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ
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Ｈｏａｇｌａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ. Ａｆｔｅｒ ３０ ｄａｙｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｐｏｎｉｃ ｃｕｌｔｕｒｅꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａ
ｐｌａｔｆｏｒｍꎬ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓ (ＤＥＧｓ) ｗｅｒｅ ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｕｓｉｎｇ ｅｄｇｅＲ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｏｆ ｜ｌｏｇ ＦＣ ｜ > １ ａｎｄ
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ＦＤＲ < ０.０５. ＫＥＧＧ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅ ＰＣＲ (ＲＴ￣ｑＰＣＲ) ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ
ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＤＥＧｓ ｉｎ ｂｏｔｈ ｒｏｏｔ ａｎｄ ｌｅａｆ ｔｉｓｓｕｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｒｏｏｔ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｌｙ ｍｏｒｅ
ａｂｕｎｄａｎｔ ｔｈａｎ ｌｅａｆ ＤＥＧｓ. (２) Ｒｏｏｔ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｉｎ ｒｉｂｏｓｏｍｅ￣ｒｅｌａｔｅｄ ｐａｔｈｗａｙｓ ( Ｐ< ０. ００１)ꎬ
ｗｈｅｒｅａｓ ｌｅａｆ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｉｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｐａｔｈｗａｙｓꎬ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ａｎｄ ｐｌａｎｔ
ｈｏｒｍｏｎｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙｓ. (３) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ８８ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｉｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｐａｔｈｗａｙｓꎬ
ｃｏｖｅｒｉｎｇ １１ ｋｅｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｎｏｄｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｎｉｔｒａｔｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔꎬ ｎｉｔｒａｔｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｇｌｕｔａｍｉｎｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ. Ａｍｏｎｇ ｔｈｅｓｅ
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ＤＥＧｓꎬ １８ ｗｅｒｅ ｄｏｗｎ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ａｎｄ １３ ｗｅｒｅ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｉｎ ｒｏｏｔｓ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ＮＯ ｒａｔｉｏꎻ ｉｎ ｌｅａｖｅｓꎬ １３ ｗｅｒｅ ｄｏｗｎ￣
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ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ９ ｗｅｒｅ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ. (４) Ｔｈｒｅｅ ｇｅｎｅｓ ｂｅｌｏｎｇｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ＡＭＴ１ ｓｕｂｆａｍｉｌｙ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ
ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎ ｂｏｔｈ ｒｏｏｔｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ ｂｕｔ ｓｈｏｗｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎ ｒｏｏｔｓ. Ｔｗｏ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ
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ａｍｍｏｎｉｕｍ￣ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ ａｎｄ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ＮＯ ｒａｔｉｏꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＡＭＴ１.１
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ｗａｓ ｕｎａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｅｘｔｅｒｎａｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｔｉｓｓｕｅ￣ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ
ｒｏｏｔｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ. (５) ＲＴ￣ｑＰＣＲ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ
ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｄａｔａ ｗｅｒｅ ≥０.７９ (Ｐ<０.０５) ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｄａｔａꎬ ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇ ｔｈｅ
ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＲＮＡ￣Ｓｅｑ ｒｅｓｕｌｔｓ. Ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅｌｙꎬ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ ｔｈａｔ Ａｃａｃｉａ ｍａｎｇｉｕｍ × Ａ. ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｍｉｓ
ｍｏｄｕｌａｔｅｓ ｒｏｏｔ ａｎｄ ｌｅａｆ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｖａｒｉａｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍｓ ｖｉａ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ. Ｒｉｂｏｓｏｍａｌ ｐａｔｈｗａｙ
ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｉｎ ｒｏｏｔｓ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｏ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｐｔａｋｅ ａｎｄ ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎꎬ ｗｈｉｌｅ
ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｏｆ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｐａｔｈｗａｙｓ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｓ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓꎬ ｔｈｅｒｅｂｙ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｂｏｔｈ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ. Ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｅｌｕｃｉｄａｔｅｓ ｔｈｅ
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｒｏｏｔ￣ｌｅａｆ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍｓ ｆｏｒ Ａｃａｃｉａ ｍａｎｇｉｕｍ × Ａ. ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｍｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ
ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ａｎｄ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｇｅｎｅｓ ｆｏｒ ｐｒｅｃｉｓｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｉｔｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ａｃａｃｉａ ｍａｎｇｉｕｍ × Ａ. ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｍｉｓꎬ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇꎬ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ
ｇｅｎｅｓ (ＤＥＧｓ)ꎬ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ
氮素是植物生长发育必需的大量营养元素ꎬ ２０２０)ꎮ ＡＭＴ 基因家族一般划分为 ＡＭＴ１ 和 ＡＭＴ２
作为蛋白质、核酸、叶绿素及多种代谢产物的核心 两个亚家族ꎬ尽管两个亚家族成员之间结构高度
组成成分ꎬ直接调控植物生长进程、产量形成与品 相似ꎬ但其基因结构和成员数量均不同( 丛郁等ꎬ
－ ２０１１)ꎮ 在基因结构上ꎬＡＭＴ１ 家族成员一般不含
质表现(李文鑫ꎬ ２０２０)ꎮ 土壤中的硝态氮(ＮＯ )
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和铵态氮(ＮＨ ) 是植物获取氮素的主要形态ꎬ两 内含子ꎬ多为高亲和转运体( Ｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎻ
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种形态氮素的转运代谢机制差异显著( Ｇｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ＡＭＴ２ 家族成员含多个内含子且位置大小基本保
守ꎬ其亲和性无明确规律ꎻ在基因数量上ꎬＡＭＴ 家
２０２５)ꎮ 硝态氮需经硝酸还原酶( ｎｉｔｒａｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅꎬ
ＮＲ)和亚硝酸还原酶( ｎｉｔｒｉｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅꎬ ＮＩＲ) 催化 族成员一般为 ６ ~ １６ 个( Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 在基因
还原后才能被植物同化利用ꎬ而铵态氮可通过谷 表达上ꎬ通过对水稻( Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ)、百脉根( Ｌｏｔｕｓ
氨酰胺合成酶( ｇｌｕｔａｍｉｎｅ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅꎬ ＧＳ) / 谷氨酸 ｃｏｒｎｉｃｕｌａｔｕｓ) 和白桦( Ｂｅｔｕｌａ ｐｌａｔｙｐｈｙｌｌａ) 的 研 究 发
转运蛋白(ｇｌｕｔａｍａｔｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ)途径直接参与代谢 现ꎬＡＭＴ 家族成员在根、茎和叶等的基因表达具有
(王新磊和吕新芳ꎬ ２０２０)ꎮ 组织部位特异性(Ｓｉｍｏｎ￣Ｒｏｓｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００３)ꎮ 自拟
铵转运蛋白( ａｍｍｏｎｉｕｍ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒꎬ ＡＭＴ) 是 南芥 ＡｔＡＭＴ１.１ 首次被克隆以来ꎬ模式植物中的
植物吸收 ＮＨ 的关键元件ꎬ其介导的细胞铵离子 ＡＭＴ 家族的功能已得到系统解析ꎬ但木本植物基
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的稳态维持对植物生理功能至关重要( Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ 因组测序起步较晚ꎬ固氮豆科木本植物的 ＡＭＴ 家
