板栗外生菌根诱导基因CmNRT3的表达及功能研究

【目的】外生菌根是板栗获取土壤氮素的重要途径,但目前外生菌根对提高板栗氮素吸收和利用的分子机制尚不明确。探明板栗外生菌根诱导上调的硝酸盐转运蛋白基因CmNRT3的序列特征、表达模式及相关功能,将为外生菌根促氮吸收提供理论依据。【方法】通过转录组数据分析、荧光定量PCR、瞬时转化体系及酵母互补等方法研究CmNRT3基因的表达特征和生理功能。【结果】CmNRT3基因在板栗外生菌根中显著上调表达。在未接种板栗及苜蓿转基因根系的表皮细胞中检测到CmNRT3启动子驱动的GUS信号,而在苜蓿的丛枝菌根中,GUS信号主要存在于含有丛枝的皮层细胞中。亚细胞定位结果显示CmNRT3定位于细胞膜及苜蓿含有丛枝的细胞膜上。酵母互补试验表明,CmNRT3转运蛋白不能互补硝酸盐转运缺陷型酵母的功能。【结论】CmNRT3受外生菌根诱导表达,定位于细胞膜上。CmNRT3启动子驱动的GUS信号在含丛枝的苜蓿根系皮层细胞中强烈表达,但不具备硝酸盐吸收或转运功能。该研究为进一步揭示板栗外生菌根促氮吸收提供了理论基础。