阐明芸薹属作物耐受低氮胁迫的生理和分子机制对提高油料作物的氮素利用效率至关重要。芥菜是一种遗传变异大且重要的油料作物，适种范围广泛、耐瘠薄，为氮高效育种提供了宝贵的遗传资源。植物谷氨酰胺合成酶（GS）参与铵的同化过程，是无机氮同化的限速酶，然而，芥菜GS1基因在环境低氮适应中的驯化过程尚不清楚。
近期，湖南农业大学资源学院张振华教授课题组完成的题为“BjuB05.GS1.4 promotes nitrogen assimilation and participates in the domestication of shoot nitrogen use efficiency in Brassica juncea” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年5期正式发表。
该研究对来自于全球的165份芥菜核心种质开展了水培试验。筛选到2个对低氮胁迫响应有差异的基因型芥菜：氮高效基因型芥菜（H141）和氮低效基因型芥菜（L65）。各项生理指标表明H141号芥菜氮素利用效率高的生理原因是它的地上部拥有较低的硝酸盐含量，较高的铵盐、游离氨基酸含量以及NR和GS活性。全基因组重测序数据表明在H65和L141之间有5,880个与NUE相关的基因存在多态性。这些基因参与了氨基酸代谢、碳水化合物代谢和能量代谢。单倍型分析结果表明在芥菜群体中BjuB05.GS1.4存在两种单倍型，Hap1和Hap2在5’非翻译区（UTR）和3’UTR的调控区以及内含子中具有多个单核苷酸多态性或插入/缺失，并且Hap1芥菜群体的地上部NUE显著低于Hap2。这两种单倍型导致芥菜不同遗传群体的地上部NUE存在差异，并与当地土壤氮含量有关，这表明它可能有助于芥菜适应不同的地理环境。
该研究结果揭示了不同芥菜NUE基因型的生理和分子机制，并证明了在芥菜中进行NUE育种的巨大潜力。
湖南农业大学资源学院张振华教授和农学院刘忠松教授为该文章的通讯作者，资源学院博士研究生王茹梦和罗劲松副教授为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（U21A20236, 32072664），湖南省自然科学基金（2022RC3053，2021JC0001, 2021RC3086, 2022NK2009)，国家产业体系（CARS-01-30），和湖南农业大学研究生科研创新项目（2023XC116）的资助。
点击链接查看全文：https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.08.007
Cite the article:Rumeng Wang, Jinsong Luo, Jian Zeng, Yingying Xiong, Tianchu Shu, Dawei He, Zhongsong Liu, Zhenhua Zhang. 2025. BjuB05.GS1.4 promotes nitrogen assimilation and participates in the domestication of shoot nitrogen use efficiency in Brassica juncea. Journal of Integrative Agriculture, 24(5): 1800-1812.
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自王宁科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3618084-1488747.html?mobile=1
收藏
