NIN-样蛋白4的自然变异与芸苔属植物（Brassica juncea）中氮利用效率的差异有关

《Journal of Integrative Agriculture》：Natural variation in NIN-LIKE PROTEIN 4 is associated with divergent nitrogen use efficiency in Brassica juncea

　　

Jian Zeng|Rumeng Wang|Shiyao Cui|Xu Wang|Haixing Song|Pan Gong|Zhenhua Zhang

湖南农业大学资源学院，中国长沙410128

摘要

虽然过量施用氮肥可以提高作物产量，但这种做法会损害生态系统的健康，因此提高氮利用效率（NUE）对可持续农业至关重要。本研究探讨了两种Brassica juncea基因型（高氮利用效率型H158和低氮利用效率型L159）在低硝酸盐（LN）胁迫下的响应机制，旨在寻找能够改善氮利用效率的遗传资源。水培实验表明，在低硝酸盐条件下，H158的抗氧化能力、氮同化能力和氮吸收效率（NUpE）均优于L159。田间试验进一步证实了这些发现：在不同的氮肥施用量下，H158的产量更高，农艺氮利用效率（ANUE）也更好。基因组分析共鉴定出1,654个与氮利用效率相关的基因，其中包括NIN-LIKE PROTEIN 4（BjuB04。NLP4），其G/C变异类型会影响氮素供应条件下的转录调控及根系与地上部分的生长比例。值得注意的是，在低氮土壤中，BjuB04.NLP4-HAP2（H158）基因型更为常见；而在高氮土壤中，则BjuB04.NLP4-HAP1（L159）基因型更为普遍。总体而言，我们的研究发现了可用于培育高氮利用效率油菜品种的宝贵遗传资源，为育种工作提供了优良种质资源和功能分子标记。