不同濃度氮處理對毛果楊天冬氨酸轉氨酶酶活性及基因表達的影響

閔 杰, 曹 丹， 韓 梅

(南京林業大學 生物與環境學院 南方現代林業協同創新中心， 南京 210037)

楊樹在全球共有100多種，是世界上分布范圍最廣、適應性最強的樹種之一[1]。相比于其他速生豐產林樹種, 楊樹有著更高的養分需求量，尤其是氮營養元素[2]。先前有研究表明供氮水平會調控根系生長和植物形態變化，如根系形態及構型的變化[3]、葉片形態的改變[4]、生物量在地上及地下分配的調節[5]等。氮素量的多少直接影響楊樹的材積量與胸徑, 在一定的氮素內，它們成正比，但氮素過高會產生抑制效果。隨著氮素濃度的升高，楊樹木材部分木質素含量有下降趨勢[6]，根系生長受到抑制，導致根冠比降低[7-8]。

從AspAT催化的生化反應和其在代謝網絡所處的位置推測，AspAT在植物氮代謝通路中有非常重要的作用，包括：1)跟種子萌發過程中氮素的轉移有關；2)參與營養器官的氮素代謝循環和轉運；3)協調氮素從源到庫的再分配；4)與種子的氮充實和成熟有關[13]。近年來，科研人員[11-12,15-16]在擬南芥等植物中對AspAT在植物體內的功能作用進行了廣泛的探索，初步證明AspAT在細胞內參與氮和碳代謝平衡，對作物產量和品質的形成有重大的影響。根據對擬南芥和其他物種的序列鑒定、聚類分析，AspAT可分為兩大家族：Iα和Iβ，兩者序列相似度為15%左右[17]。Iα包含真核生物中的AspAT，Iβ則包括了原核型的AspAT。原核型的AspAT是雙功能酶，除了具有天冬氨酸酶的功能外，還具有預苯酸氨基轉化酶(PAT，prephenate aminotransferase)的功能[17]。AspAT家族基因至少分布在3個不同類型的細胞器中, 包括質體、細胞質和線粒體[11-12, 15]。……