甘藍型油菜苗期氮高效吸收轉(zhuǎn)運特征研究

巢成生，王玉乾，沈欣杰，代晶，顧熾明，李銀水，謝立華，胡小加，秦璐，廖星

甘藍型油菜苗期氮高效吸收轉(zhuǎn)運特征研究

巢成生，王玉乾，沈欣杰，代晶，顧熾明，李銀水，謝立華，胡小加，秦璐*，廖星*

中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料作物生物學與遺傳育種重點實驗室，武漢 430062

【目的】氮素吸收效率是影響作物氮效率的重要方面，開展油菜氮高效吸收轉(zhuǎn)運特征研究旨在為提升油菜氮吸收效率及產(chǎn)量提供理論依據(jù)。【方法】為探究油菜氮高效吸收轉(zhuǎn)運機理，以一對氮效率差異顯著的油菜種質(zhì)：氮高效種質(zhì)‘498’和氮低效種質(zhì)‘428’為試驗材料，在營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下，設(shè)置正常供氮（9.5 mmol?L-1）和低氮（0.475 mmol?L-1）處理，研究不同氮濃度下油菜在3個生長時期（物候生長期12、14和16）的生理指標差異；并運用15N同位素示蹤技術(shù)研究不同種質(zhì)對NO3-和NH4+的吸收和轉(zhuǎn)運能力。同時，利用實時熒光定量PCR技術(shù)分析氮吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)基因（、和）在氮效率不同油菜種質(zhì)中的表達差異?！窘Y(jié)果】不同氮濃度處理下，油菜種質(zhì)‘498’的植株生長和根系發(fā)育均表現(xiàn)較強優(yōu)勢，根系形態(tài)指標（主根長、總根長、根表面積、根體積和側(cè)根數(shù)）、生物量、氮累積量和氮吸收效率均顯著高于油菜種質(zhì)‘428’。15N同位素示蹤試驗也表明，油菜種質(zhì)‘498’對NO3-和NH4+的吸收累積強于‘428’，尤其是NH4+，‘498’在高低氮濃度處理下植株15NH4+累積量均顯著高于‘428’。實時熒光定量PCR分析結(jié)果進一步顯示，在正常供氮處理下，參與NO3-、NH4+吸收與轉(zhuǎn)運的基因（、、、、、、、、和）在‘498’中的相對表達量顯著高于‘428’；而在低氮處理下，‘498’根中參與NO3-吸收與轉(zhuǎn)運的基因（、和）的相對表達量顯著低于‘428’，但是參與調(diào)控NO3-轉(zhuǎn)運及再分配的基因（和）表達水平較高，同時，參與NH4+吸收轉(zhuǎn)運的基因（、、、、和）的表達水平也顯著高于‘428’?！窘Y(jié)論】與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’的根長、根表面積（體積）、側(cè)根數(shù)均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，并且其對氮（尤其是NH4+）的吸收累積能力較強；正常供氮處理下，參與NO3-、NH4+吸收轉(zhuǎn)運的基因在‘498’中表達相對較高，而低氮處理下參與NO3-轉(zhuǎn)運與再分配及NH4+吸收轉(zhuǎn)運的基因在‘498’中相對表達量顯著高于‘428’，說明‘498’相對較高的氮吸收效率可能與部分和基因的高表達水平相關(guān)。

甘藍型油菜；氮高效；根系形態(tài)；吸收轉(zhuǎn)運；氮轉(zhuǎn)運蛋白基因

0 引言

【研究意義】甘藍型油菜（L.）是我國重要的油料作物，除油用外，還具有菜用、花用（觀賞）、蜜用、飼用、肥用等多種用途[1]。氮是油菜生長發(fā)育必需的重要營養(yǎng)元素之一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上油菜對氮肥依賴度較高，但利用率偏低[2]，超過一半的氮肥流失在環(huán)境中[3]，不僅影響經(jīng)濟效益，還會對環(huán)境造成污染[4]。在化肥減施增效和農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展的背景下，挖掘油菜生物學潛力培育氮高效油菜品種是提升油菜氮效率的有效途徑之一，可以在降低氮肥施用量的同時不影響油菜產(chǎn)量。研究油菜氮高效吸收轉(zhuǎn)運特征，旨在為提升油菜氮效率及產(chǎn)量提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M展】氮利用效率（nitrogen use efficiency，NUE）是遺傳因素和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果，包括氮吸收效率（N uptake efficiency，NUpE）、氮利用（同化）效率（N utilization（assimilation）efficiency，NUtE）、氮轉(zhuǎn)運效率（N transport efficiency，NTE）等[5]。前人關(guān)于油菜氮高效機理研究主要集中在生理機理的解析，例如根系與氮效率的相關(guān)性，許多研究表明，良好的根系發(fā)育是作物氮高效吸收的基礎(chǔ)[6-8]。WANG等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在不同供氮處理下培養(yǎng)23 d后，氮高效油菜根系均比氮低效的發(fā)達。KAMH等[10]研究進一步發(fā)現(xiàn)，氮高效油菜種質(zhì)對氮的高吸收效率是因為根系生長，而不是單位根長的高吸收。除了根系之外，油菜對氮的吸收、轉(zhuǎn)運和利用均會影響油菜氮效率。研究發(fā)現(xiàn)，低氮處理下氮高效油菜種質(zhì)的優(yōu)勢體現(xiàn)在對硝酸鹽的吸收，而正常供氮處理下表現(xiàn)在對植株體內(nèi)累積硝酸鹽的再利用[11]。洪娟等研究進一步解析了油菜氮高效的可能機理：氮脅迫下，氮高效種質(zhì)擁有較為發(fā)達的根系，對氮的吸收、轉(zhuǎn)運和同化能力較強，油菜長勢相對較好，通過其較強的光合能力形成較多的光合產(chǎn)物，而光合產(chǎn)物又運往根部以促進根系生長，形成一個良性循環(huán)[12]。眾所周知，硝態(tài)氮（NO3-）和銨態(tài)氮（NH4+）是植物從土壤中吸收的主要氮素來源[13]，它們主要通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)運蛋白進入植物體。植物對硝酸鹽的吸收是由低親和性（low-affinity）和高親和性（high-affinity）的硝酸鹽轉(zhuǎn)運體（nitrate transporters，NRT）介導的[14]：NRT2（nitrate transporters 2）是高親和性硝酸鹽轉(zhuǎn)運體，而大多數(shù)NRT1（nitrate transporters 1）是低親和性硝酸鹽轉(zhuǎn)運體[15]，其中AtNRT1.1 （CHL1/ NPF6.3）比較特別，它被證明是一種雙親和性（dual-affinity）硝酸鹽轉(zhuǎn)運體，根據(jù)T101殘基的磷酸化程度表現(xiàn)出對NO3-高或低親和性[16]。最近，Léran等通過系統(tǒng)發(fā)育樹將NRT1重新命名為NPF（nitrate transporter 1/peptide transporter family）[17]。銨態(tài)氮的吸收則與銨態(tài)氮轉(zhuǎn)運蛋白基因（ammonium transporter，AMT）相關(guān)[18]。關(guān)于硝酸鹽或者銨鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因與油菜氮效率相關(guān)性方面也有一些報道。如HAN等發(fā)現(xiàn)，在根系中，NO3-的液泡固存能力的降低將促進NO3-向地上部運輸，通過促進NO3-向地上部分分配（可能通過和的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)）有助于形成較高的NUE[19]。Wang等研究發(fā)現(xiàn)，在不同供氮濃度下培養(yǎng)23 d后，氮高效油菜葉片和根系組織中的相對表達量均顯著高于氮低效油菜[9]。張玉瑩等研究表明，不同供氮處理下，氮高效油菜根系組織中的相對表達量均顯著高于氮低效，但基因表達量無顯著差異[20]?！颈狙芯壳腥朦c】可見，關(guān)于氮效率差異油菜品種氮轉(zhuǎn)運蛋白基因的表達已有一些研究，但是，氮效率差異油菜對氮素的吸收、轉(zhuǎn)運規(guī)律以及氮轉(zhuǎn)運蛋白家族基因的表達特征尚未開展系統(tǒng)研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】因此，本研究在比較氮效率差異油菜種質(zhì)根系形態(tài)和氮吸收積累規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用實時熒光定量PCR技術(shù)分析氮吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)基因（、和）的表達特征，系統(tǒng)總結(jié)油菜氮高效吸收轉(zhuǎn)運的特征，旨在為提高油菜氮效率、保障油菜綠色高質(zhì)量發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為一對氮效率顯著差異油菜種質(zhì)：‘498’（氮高效）和‘428’（氮低效），是本團隊前期通過3次水培試驗，以苗期生物量為主要依據(jù)，從350份甘藍型油菜種質(zhì)中篩選得到，并在田間進行了驗證[21]。試驗于2019年11月在中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所試驗棚進行，以改良后的1/2濃度Hoagland營養(yǎng)液（pH：5.8—6.0，硝銨比為8.5﹕1）培養(yǎng)，設(shè)置兩個氮濃度處理，正常供氮（CK，9.5 mmol·L-1）和低氮（LN，0.475 mmol·L-1），每個處理設(shè)置3個生物學重復，培養(yǎng)方法和營養(yǎng)液配制參照徐子先[21]的研究：首先挑選飽滿且大小一致的油菜種子，將其置于鋪有潔凈紗布的藍色不透光周轉(zhuǎn)箱（盛有改良后的1/4 Hoagland營養(yǎng)液）上育苗，育苗時避光處理，待胚根完全長出后恢復正常光照。待油菜子葉完全展開后，將油菜轉(zhuǎn)移到藍色周轉(zhuǎn)箱（32 cm×24 cm×12 cm）中培養(yǎng)，移苗第一周用改良后的1/4 濃度Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)，之后均用改良后的1/2 Hoagland濃度營養(yǎng)液培養(yǎng)，每隔7 d更換一次營養(yǎng)液。在油菜物候生長期（phenological growth stages）12、14和16（即第二葉展開、第四葉展開和第六葉展開的時期，以正常供氮處理下氮高效種質(zhì)‘498’的物候生長期為標準）[22]，分別收獲整株用于植株表型觀察及生物量、根系指標、氮含量測定。并在油菜物候生長期16收獲同一葉位功能葉和根系用錫紙包裹后立即于液氮中速凍，保存于-80℃冰箱中用于總RNA提取。

1.2 表型及生理指標測定方法

每個取樣時期用單反相機（型號為Nikon D800）拍照記錄油菜幼苗的表型特征。生物量測定：將整株植株分成地上部和根部，經(jīng)105℃殺青30 min，隨后80℃烘干至恒重，用千分之一分析天平稱量干重。二維根系指標測定：用根系掃描儀（EPSON V700 J221A）和根系分析軟件（WinRHIZO Pro 2012b）對根系形態(tài)相關(guān)指標進行分析。植株樣品氮含量用凱氏定氮法測定，測定方法參照《土壤農(nóng)化分析》[23]。

氮效率相關(guān)指標的計算方法參照XU和顧熾明等的研究[5,24]：

氮累積量（N accumulation，NA，mg/plant）=生物量×氮含量；

氮利用效率（N use efficiency，NUE，%）=生物量/植株氮累積量×100；

氮吸收效率（N uptake efficiency，NUpE，%）=植株體氮吸收總量/介質(zhì)供氮量×100（介質(zhì)供氮量=營養(yǎng)液中氮濃度×累計更換營養(yǎng)液的體積）；

氮轉(zhuǎn)運效率（N transport efficiency，NTE，%）=地上部全氮/整株全氮×100。

1.3 15N同位素示蹤試驗

15N同位素示蹤試驗在光照培養(yǎng)箱進行，育苗培養(yǎng)方法同1.1。挑選不同氮濃度培養(yǎng)下長勢一致的油菜幼苗（物候生長期16），用去離子水沖洗根部后放入錐形瓶（裝有300 mL改良的1/2濃度Hoagland營養(yǎng)液）中，瓶身用錫紙包裹避光，氮素替換為等濃度（4.75 mmol·L-1）的15NH4NO3和 NH415NO3（10atom%，麥克林Macklin），加入硝化抑制劑雙氰胺（35.34 mg·L-1）[25]。隨后置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照培養(yǎng)箱條件設(shè)置為：光強12 000 Lux，溫度22℃，光照時間為16 h/8 h（晝/夜），相對濕度60%。培養(yǎng)12 h后收取整株，將其分為地上部和根部。取樣后樣本于105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，用千分之一分析天平稱取干重，用研缽研磨成粉末后過100目篩，裝入自封袋中密封烘干3 d，用同位素質(zhì)譜儀（EA-Delta VMS, Thermo Scientific, USA）測定15N豐度。以上試驗和檢測均包含3個獨立的生物學重復。

15N相關(guān)指標參照晏娟等[26]的方法計算：

15N原子百分超=樣品或15N標記氮源的15N豐度-15N天然豐度；

Ndff（%）= 樣品的15N原子百分超/標記氮源的15N原子百分超×100；

式中，自然豐度為0.3663%；Ndff %（The percentage of N drived from15N-fertilizer）為植株體內(nèi)的氮素來自標記15N氮源的百分比。

植株組織或器官的15N累積量=該組織或器官全氮量×該組織或器官的Ndff %。

1.4 實時熒光定量PCR檢測

1.4.1 同源序列查找與引物設(shè)計s同源序列獲得：首先挑選在擬南芥中已報道家族基因[27]，然后從擬南芥基因組數(shù)據(jù)庫https://www.arabidopsis.org中查詢s家族基因序列，接著到油菜基因組數(shù)據(jù)庫http://www.genoscope.cns.fr/ brassicanapus和蛋白數(shù)據(jù)庫https://www.uniprot.org中進行比對，獲得油菜中相似度最高的同源序列（甘藍型油菜為異源四倍體，基因組為AACC，因此分別在油菜A和C基因組上各挑選一條相似性最高的同源序列），在https://biodb.swu.edu.cn/qprimerdb/中查詢qPCR引物[28]。油菜基因序列參照本團隊研究（暫未發(fā)表），油菜序列參照TONG等[29]的研究， qPCR引物序列具體見附表1。

1.4.2 總RNA提取與RT-qPCR 用植物RNA提取試劑盒（HiPure Plant RNA Mini Kit, Magen）提取油菜葉片和根系組織總RNA，使用PrimeScript RT reagent Kit with gDNA Eraser（TaKaRa, Kyoto，Japan）進行反轉(zhuǎn)錄得到cDNA雙鏈，使將其稀釋10倍作為反應(yīng)模板。內(nèi)參基因為油菜肌動蛋白（）[30]，使用熒光定量PCR儀（Bio-Rad, Hercules, USA）進行qPCR。反應(yīng)體系和程序參照通用熒光定量PCR試劑盒（Biosharp，Universal SYBR qPCR Master Mix）說明書，相對表達量計算采用2-ΔΔCt[31]法，熱圖繪制的計算公式為：log10（2-ΔΔCt），以正常供氮處理為標準進行歸一化處理。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019和 Graph Pad Prism 8進行數(shù)據(jù)分析和作圖，數(shù)據(jù)間差異顯著性檢驗采用SPSS 26進行，基因相對表達量分析使用T檢驗，其余均采用單因素方差分析（ANOVA），事后檢驗采用Duncan’s法。

2 結(jié)果

2.1 不同氮濃度對氮效率差異油菜幼苗形態(tài)和生物量的影響

在本試驗設(shè)置的不同氮濃度處理下，氮效率差異油菜種質(zhì)地上部在處理早期（物候生長期12）表型無明顯差異（圖1-a），隨著處理時間的延長，不同氮濃度處理間表現(xiàn)出差異（圖1-b），尤其是在物候生長期16，差異明顯（圖1-c），且低氮處理對氮效率差異油菜幼苗生長的影響較為一致：與正常對照相比，氮高效種質(zhì)‘498’和氮低效種質(zhì)‘428’在低氮處理下的生物量分別降低51.2%和49.0%（圖2）。并且，在物候生長期16階段，氮效率差異油菜種質(zhì)在不同氮濃度處理下的植株長勢和生物量均存在顯著差異（圖1-c，圖 2），氮高效種質(zhì)‘498’的長勢和生物量顯著優(yōu)于氮低效種質(zhì)‘428’，氮高效種質(zhì)‘498’在正常供氮和低氮處理下的生物量分別比氮低效種質(zhì)‘428’高36.6%和30.8%（圖2）。

2.2 不同氮濃度對氮效率差異油菜根系形態(tài)相關(guān)指標的影響

從圖1可以看出，從物候生長期12開始，相比地上部，根系對介質(zhì)氮濃度的變化已有較為明顯的響應(yīng)，兩個油菜種質(zhì)根系在3個取樣時期對低氮的適應(yīng)性變化趨勢基本一致，其中物候生長期16變化幅度最大（圖1，圖3）。在物候生長期16，與正常供氮處理相比，低氮處理下，氮高效種質(zhì)‘498’的主根長、總根長、根表面積、根體積和側(cè)根數(shù)分別增加46.5%、155.5%、72.7%、23.2%和226.3%；同樣，氮低效種質(zhì)‘428’也分別增加83.1%、141%、57.3%、1.8%和304.9%（圖3）。并且，不同氮濃度下根系形態(tài)相關(guān)指標在氮效率差異油菜種質(zhì)間存在明顯差異（圖3），與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’在根系發(fā)育方面表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢，以物候生長期16差異最為明顯，主要體現(xiàn)在：正常供氮處理下，與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’的主根長、總根長、根表面積、根體積、側(cè)根數(shù)分別增加50.8%、62.4%、48.5%、23.9%和125.4%；低氮處理下，則分別增加20.6%、72.2%、63.0%、49.9%和81.7%（圖3）。

根據(jù)生長發(fā)育周期BBCH劃分法確定油菜物候生長期（以正常供氮處理下氮高效種質(zhì)‘498’為標準），（a）12；（b）14；（c）16。12：第二葉展開；14：第四葉展開；16：第六葉展開。下同

每張圖從左往右依次是氮高效種質(zhì)‘498’正常供氮處理、氮低效種質(zhì)‘428’正常供氮處理、氮高效種質(zhì)‘498’低氮處理、氮低效種質(zhì)‘428’低氮處理

Definition of the phenological growth stages of rapeseed (L.) according to the BBCH-scale (the stage of N efficient germplasm ‘498’ under normal N supply as standard), (a) 12; (b) 14; (c) 16.12: second leaf unfolded; 14: fourth leaf unfolded; 16: sixth leaf unfolded.The same as below

Each picture from left to right is N efficient germplasm ‘498’ with normal N treatment, N inefficient germplasm ‘428’ with normal N treatment, N efficient germplasm ‘498’ with low N treatment, N inefficient germplasm ‘428’ with low N treatment

圖1 不同氮濃度對氮效率差異油菜種質(zhì)苗期生長的影響

Fig.1 Effects of different N concentrations on the growth of rapeseed germplasms with contrasting N efficiency at seedling stage

CK：正常供氮；LN：低氮處理；‘498’：氮高效種質(zhì)；‘428’：氮低效種質(zhì)；不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。圖3、表1、圖4同

圖3 不同氮濃度對氮效率差異油菜種質(zhì)苗期根系形態(tài)相關(guān)指標的影響

2.3 不同氮濃度對氮效率差異油菜種質(zhì)氮效率相關(guān)指標的影響

在不同時期對氮效率差異油菜種質(zhì)氮含量的檢測及氮效率相關(guān)指標的計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與正常供氮處理相比，低氮處理下，氮效率差異油菜種質(zhì)幼苗的氮濃度、氮累積量和氮轉(zhuǎn)運效率顯著下降（表 1），而氮吸收效率、氮素利用效率顯著提高，這一變化趨勢在3個取樣時期均一致，其中以物候生長期16的變化幅度最大。在物候生長期16，與正常供氮處理相比，低氮處理下，氮高效種質(zhì)‘498’和氮低效種質(zhì)‘428’的氮吸收效率分別提高5.17倍和5.03倍（表1）。

在不同氮濃度處理下，氮效率差異種質(zhì)的氮累積量、氮吸收效率和氮利用效率在物候生長期16均存在顯著差異（表1），與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’在正常供氮和低氮處理下的氮吸收效率分別提高29.9%和33.4%。而氮利用效率呈現(xiàn)出不同的趨勢，正常供氮處理下，‘498’的氮利用效率高于‘428’，而在低氮條件下，‘498’的氮利用效率低于‘428’（表1）。并且，低氮處理下氮高效種質(zhì)‘498’在3個取樣時期的氮吸收效率均顯著高于氮低效種質(zhì)‘428’（表1），說明本研究供試的油菜種質(zhì)氮效率差異主要體現(xiàn)在氮吸收效率上，與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’具有更強的氮吸收效率。

表1 不同氮濃度對氮效率差異油菜種質(zhì)苗期氮濃度及氮效率相關(guān)指標的影響

進一步利用15N同位素示蹤試驗比較氮效率差異油菜對不同形態(tài)氮的吸收積累規(guī)律發(fā)現(xiàn)，與正常供氮處理相比，低氮處理下，氮效率差異油菜種質(zhì)幼苗的15N累積量顯著降低（圖4），說明低氮脅迫雖然能促進油菜根系發(fā)育（圖3），但是油菜在遭受脅迫后對氮素的吸收能力可能受到抑制。比較氮效率差異油菜種質(zhì)發(fā)現(xiàn)，不同種質(zhì)間的15N累積量存在顯著差異，不同氮濃度處理后，氮高效種質(zhì)‘498’的15N累積量均高于氮低效種質(zhì)‘428’（圖4），其中15NH4+差異達到顯著水平。具體表現(xiàn)為：與‘428’相比，正常供氮處理下，‘498’地上部和根部的15NO3-累積量分別提高10.2%和32.4%，15NH4+累積量則分別提高36.0%和76.9%；而在低氮處理下，‘498’地上部和根部的15NO3-累積量分別提高9.8%和15.0%，15NH4+累積量分別提高49.3%和1.8%（圖4）。綜上，相較于氮低效種質(zhì)‘428’，氮高效種質(zhì)‘498’對N的吸收累積（尤其是NH4+）表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢。

圖4 油菜物候生長期16幼苗不同部位15N累積量

2.4 油菜氮轉(zhuǎn)運蛋白基因家族表達特征

為進一步探明氮效率差異油菜種質(zhì)對氮素的吸收積累差異是否與氮轉(zhuǎn)運蛋白基因相關(guān)，本研究利用RT-qPCR技術(shù)檢測油菜氮轉(zhuǎn)運蛋白基因（、和）在氮效率差異油菜葉片和根系中的表達差異，并參考擬南芥中已報道的基因功能[27, 32]預(yù)測油菜同源基因的功能?？梢钥闯?，與正常供氮處理相比，低氮處理下，油菜葉片中大多數(shù)、和家族基因表達上調(diào)；在根系中，情況有所不同，大多數(shù)家族基因表達下調(diào)，而大部分和家族基因表達上調(diào)（圖5）。

推測可能參與油菜NO3-吸收的基因中，與正常供氮相比，低氮處理下油菜根系中、、和的相對表達量降低；而、、、和的相對表達量提高（圖6），說明油菜中和可能主要參與較高氮濃度下根系對硝酸鹽的吸收，和可能主要負責低氮脅迫下根系對硝酸鹽的吸收。

用于檢測氮吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)基因相對表達量的樣本為油菜物候生長期16時收獲的功能葉和根系樣本，雙箭頭指向在葉片和根系中均有表達的基因，單箭頭指向僅在葉片或根系中表達的基因，紅色表示表達上調(diào)，藍色表示表達下調(diào)

根據(jù)擬南芥同源基因推測和主要調(diào)控NO3-在木質(zhì)部轉(zhuǎn)運，如圖7-a所示，與正常供氮相比，低氮處理下油菜根系中、的相對表達量降低，說明在低氮脅迫下，油菜對NO3-的轉(zhuǎn)運能力可能受到影響。此外，是一類可能參與調(diào)控NO3-在葉片和葉柄中積累，介導NO3-從木質(zhì)部向韌皮部的轉(zhuǎn)移以及從源葉向庫葉的再分配的硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因；而高親和硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白和除了在根系中表達外，在葉片中也有表達，說明可能參與硝酸鹽的葉片再動員和韌皮部運輸。本研究發(fā)現(xiàn)，與正常供氮處理相比，缺氮處理下油菜葉片中和的相對表達量提高（圖6-b和圖7-b），說明在低氮脅迫下，油菜對NO3-的再分配能力可能提高，而根系中的表達降低（圖7-b），可能引起NO3-在木質(zhì)部積累。

用于檢測NO3-吸收相關(guān)基因相對表達量的樣本為油菜物候生長期16時收獲的功能葉和根系樣本。根據(jù)擬南芥和基因功能研究報道對油菜和基因進行功能分類，包括a：低親和NO3-吸收；b：高親和NO3-吸收；c：介導NO3-外排。*表示<0.05；**表示<0.01

The samples (functional leaves and roots) used to detect the relative expression of genes involved in NO3-uptake were harvested at BBCH 16 stage.Functional classification of rapeseedandgene was conducted according to the previous studies ofandgene in, including, a: Low-affinity NO3-uptake; b: High-affinity NO3-uptake; c: Mediating NO3-efflux.* represents<0.05; ** represents<0.01

圖6 不同氮濃度下氮效率差異油菜種質(zhì)中負責NO3-吸收相關(guān)基因表達分析

Fig.6 Expression analysis of NO3-uptake related genes in rapeseed germplasms with contrasting N efficiency under different N concentrations

同時，與正常供氮處理相比，低氮處理下油菜、、和的表達上調(diào)（圖8），這類基因推測共同參與NH4+的吸收和轉(zhuǎn)運，說明在低氮處理下油菜對NH4+的吸收和轉(zhuǎn)運能力可能增強。

進一步比較發(fā)現(xiàn)，氮吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)基因在不同氮效率油菜種質(zhì)中的表達存在一定差異（圖6—8）。主要表現(xiàn)在：與氮低效種質(zhì)‘428’相比，正常供氮下，低親和硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因和在氮高效種質(zhì)‘498’根系中的表達水平更高（圖6-a）；而在低氮處理下，高親和硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因、和在氮高效種質(zhì)‘498’根系中的相對表達水平反而更低（圖6-b），說明正常供氮條件下，‘498’對硝酸鹽的吸收表現(xiàn)出較強優(yōu)勢，這與15N同位素標記結(jié)果一致（圖4）。而在低氮處理下氮低效種質(zhì)根系中高親和轉(zhuǎn)運蛋白基因上調(diào)可能與其對外界低氮脅迫較為敏感相關(guān)。同時，可以看到，低氮脅迫下在氮低效種質(zhì)‘428’中的表達量較高（圖6-c），說明‘428’將NO3-從根系排出外部環(huán)境的能力相對較強。

用于檢測NO3-轉(zhuǎn)運和再分配相關(guān)基因相對表達量的樣本為油菜物候生長期16時收獲的功能葉和根系樣本。根據(jù)擬南芥NPFs基因功能研究報道對油菜NPFs基因進行功能分類，包括a：調(diào)控NO3-在木質(zhì)部轉(zhuǎn)運；b：調(diào)控NO3-在葉片和葉柄中積累，介導NO3-從木質(zhì)部向韌皮部的轉(zhuǎn)移以及從源葉向庫葉的再分配。*表示P<0.05；**表示P<0.01

另一方面，可以看到，正常供氮處理下‘498’根系中和的相對表達量顯著高于‘428’中的表達；而在低氮處理下，‘498’中相對表達量顯著高于‘428’中的表達（圖7-a）。這一類基因在擬南芥中的同源基因主要是負責木質(zhì)部NO3-的裝載與卸載[33-34]，暗示低氮處理下‘498’在木質(zhì)部NO3-轉(zhuǎn)運上表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢。此外，可以看到，低氮脅迫下氮高效油菜種質(zhì)‘498’葉片組織中的相對表達量更高（尤其差異顯著）（圖6-b，圖7-b），這類基因介導NO3-從木質(zhì)部向韌皮部的轉(zhuǎn)移以及從源葉向庫葉的再分配，調(diào)控NO3-在葉片和葉、柄中積累（和也參與NO3-的再分配）[27]，說明低氮脅迫下‘498’對NO3-的再分配能力可能更強。

植物對NH4+的吸收是通過AMT轉(zhuǎn)運體（定位于細胞質(zhì)膜上）來完成的。比較氮效率差異種質(zhì)中基因表達發(fā)現(xiàn)，不同供氮處理下，與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’中和相對表達量較高，其中在氮低效種質(zhì)‘428’中幾乎檢測不到表達量（圖8）。同時，同位素示蹤試驗表明，‘498’對NH4+的吸收能力較強（圖4），這些基因較高的表達水平可能有利于油菜對NH4+的吸收和轉(zhuǎn)運。

用于檢測NH4+吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)基因相對表達量的樣本為油菜物候生長期16時收獲的功能葉和根系樣本。根據(jù)擬南芥基因功能研究報道對油菜基因進行功能分類，包括a：高親和NH4+吸收；b：在葉片中調(diào)控NH4+轉(zhuǎn)運；c：有一定的低親和NH4+吸收功能，主要參與根到莖的NH4+轉(zhuǎn)運。*表示<0.05；**表示<0.01

The samples (functional leaves and roots) used to detect the relative expression of genes involved in NH4+uptake and transport were harvested at BBCH 16 stage.Functional classification of rapeseedgene was conducted according to the previous studies ofgene in, including: a: High-affinity NH4+uptake; b: Regulating NH4+transport in leaves; c: It has low-affinity NH4+absorption function, mainly involved in the NH4+transport from root to stem.*represents<0.05; ** represents<0.01

圖8 不同氮濃度下氮效率差異油菜種質(zhì)負責NH4+吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)基因表達分析

Fig.8 Expression analysis of genes related to NH4+uptake and transport in rapeseed germplasms with contrasting N efficiency under different N concentrations

根據(jù)本研究結(jié)果初步對油菜苗期氮高效可能的機理進行總結(jié)，如圖9所示，氮高效油菜‘498’具有較為發(fā)達的根系，主要體現(xiàn)在其主根長、總根長、根表面積、根體積和側(cè)根數(shù)均顯著高于氮低效種質(zhì)。并且與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’對NO3-和NH4+的吸收累積表現(xiàn)出一定優(yōu)勢，這可能與一些氮吸收運轉(zhuǎn)相關(guān)基因（和）在氮效率差異油菜種質(zhì)中的表達水平差異有關(guān)。綜上所述，油菜種質(zhì)中根系形態(tài)及氮轉(zhuǎn)運蛋白基因表達的差異都可能影響油菜苗期對氮的吸收運轉(zhuǎn)，進而影響油菜苗期生長發(fā)育。

實線表示根系對氮素的吸收，虛線表示在氮效率差異油菜種質(zhì)在根系或葉片中差異表達的轉(zhuǎn)運蛋白基因

3 討論

3.1 根系形態(tài)差異是造成油菜氮效率差異的基礎(chǔ)

根系是植物吸收土壤養(yǎng)分的主要器官，它們的大小和分布影響著植物對土壤養(yǎng)分的獲取[13]。根系形態(tài)與氮素吸收關(guān)系密切，這在許多作物上都有類似發(fā)現(xiàn)，如康亮等研究表明，發(fā)達的根系有利于提高木薯對氮素的吸收[6]；同時，劉代平等也發(fā)現(xiàn)油菜氮效率與根體積、根吸收表面積密切相關(guān)[7]；熊淑萍等也證明較高的根系生物量、根系活力、根系總吸收面積和根系活躍吸收面積有利于氮高效基因型小麥對氮素的吸收[8]。這充分說明發(fā)達的根系是氮素高效吸收利用的基礎(chǔ)，根系形態(tài)與氮素的吸收利用密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)氮脅迫會促進根系發(fā)育（圖3），這在其他作物上已得到證實[25,35-36]；但是吳宇等研究表明低氮處理下，水稻根系向地上部運輸銨態(tài)氮的能力降低[35]，同時本研究也發(fā)現(xiàn)，與正常供氮相比，低氮處理下油菜地上部和根部15N累積量下降（圖4）。相關(guān)資料表明，根系吸收氮的整體效率不僅取決于根系構(gòu)型，還取決于光合作用提供的碳的可用性[5]。說明低氮脅迫雖然會促進油菜根系發(fā)育，但由于地上部生長受到嚴重抑制，光合碳同化過程受阻，不能提供足夠的光合產(chǎn)物供給根系，導致油菜對氮素的吸收能力下降。對油菜而言，如何更好地協(xié)調(diào)根系和地上部生長可能是其應(yīng)對低氮脅迫的適應(yīng)性機理。

許多作物上的研究表明，相較于氮低效品種，氮高效品種具有更發(fā)達的根系。如王改麗等研究發(fā)現(xiàn)，氮高效油菜種質(zhì)的總根長、根表面積和根體積均顯著大于氮低效種質(zhì)[25]；康亮等研究也表明氮高效型木薯品種的總根長、根系體積和根系表面積均顯著大于氮低效型木薯品種[6]；魏海燕等研究也指出氮高效水稻的根系干重、根系體積、總吸收表面積等均顯著大于氮低效水稻[37]；在本研究中，不同氮濃度下，與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’根系發(fā)育均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，其氮吸收效率也更高，尤其是在低氮處理下，從物候生長期12就表現(xiàn)出差異（表1），進一步的15N同位素示蹤試驗結(jié)果也表明，氮高效種質(zhì)‘498’對N（尤其是NH4+）的吸收利用能力強于氮低效種質(zhì)‘428’（圖4）。進一步說明發(fā)達的根系可以促進油菜對氮的吸收，為植株生長提供更多的營養(yǎng)物質(zhì)。

油菜是喜硝作物，但是在供應(yīng)硝態(tài)氮的條件下適當添加銨態(tài)氮（75%NO3-+ 25%NH4+）能夠促進油菜生長、增強光合作用、提高產(chǎn)量[38]。本研究中15N示蹤技術(shù)使用的營養(yǎng)液中硝銨比為1﹕1（圖4），相較于氮低效種質(zhì)‘428’，氮高效種質(zhì)‘498’對NH4+的吸收表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。眾所周知，植物吸收硝態(tài)氮是需要消耗較多能力的主動吸收過程，而對銨態(tài)氮的吸收能量消耗較少[39]，同時，油菜苗期干物質(zhì)積累較少，適當添加銨態(tài)氮能降低油菜的能量消耗，從而促進干物質(zhì)累積[38]，因此推測‘498’對NH4+的吸收優(yōu)勢可能有利于其苗期的生物量積累。值得注意的是，15N同位素示蹤試驗中，除了正常供氮處理下氮高效種質(zhì)‘498’根系中15NO3-累積量顯著高于‘428’，其他處理下氮高效種質(zhì)‘498’的15NO3-累積量雖然表現(xiàn)出高于氮低效種質(zhì)‘428’，但是差異并不顯著（圖4），可能的原因是處理時間較短，‘498’對15NO3-的吸收轉(zhuǎn)運優(yōu)勢沒有完全體現(xiàn)。

顧熾明等研究表明，相較于氮利用效率，氮吸收效率高更有利于油菜苗期生物量積累[24]；LI等研究也發(fā)現(xiàn)，較高的氮吸收利用效率、維持光合作用和協(xié)調(diào)的C/N代謝有助于提高油菜的氮效率[40]。這與本研究結(jié)果相吻合，說明維持較高的氮吸收效率對油菜苗期的生長發(fā)育更為重要，而根系發(fā)育在油菜氮吸收效率上起著重要的作用，這為今后通過遺傳改良提高油菜氮效率提供了參考方向。

3.2 氮轉(zhuǎn)運蛋白基因與油菜氮效率的關(guān)系

為進一步探明氮高效油菜對氮素的吸收優(yōu)勢是否與氮轉(zhuǎn)運蛋白基因相關(guān)，本研究分析了、和等基因在氮效率差異油菜葉片和根系中的表達差異。擬南芥中硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因的研究較為廣泛，已鑒定的NPF家族成員有53個，NRT2 有7個，到目前為止，大部分基因的功能已被揭示。本研究根據(jù)擬南芥已報道的基因序列[27]，在油菜中鑒定了對應(yīng)的同源基因并開展研究。通過比較硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因在氮效率差異油菜中的表達差異發(fā)現(xiàn)，在正常供氮處理下，與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’中參與NO3-的吸收、轉(zhuǎn)運相關(guān)基因的相對表達量較高；而低氮處理下，‘498’中參與NO3-吸收的基因相對表達量雖然低于‘428’，但是調(diào)控NO3-轉(zhuǎn)運和再分配的基因相對表達量較高（圖 6和圖7），這可能是‘498’具有更高氮累積量的原因之一。

在硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白方面，VERA等[41]研究表明，水稻中3個同源基因在對氯酸鹽的吸收和接收其他硝酸鹽轉(zhuǎn)運體的表達信號上表現(xiàn)出不同的能力；此外，Hu等研究發(fā)現(xiàn)，的變異在很大程度上解釋了秈稻和粳稻之間硝酸鹽利用的差異，-indica能夠提高粳稻的氮素利用效率[42]。在本研究中，（）在油菜葉片和根系中均有表達，低氮處理下，葉片中表達明顯上調(diào)，而根系中表達下調(diào)（圖 6），因此，猜測在根系中主要負責NO3-吸收，而在葉片中負責接收其他硝酸鹽轉(zhuǎn)運體的表達信號，對NO3-的吸收和轉(zhuǎn)運起調(diào)控作用；與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’中的表達水平更高，張玉瑩等研究也有類似的發(fā)現(xiàn)[20]，說明的表達可能有利于油菜NO3-的吸收和轉(zhuǎn)運。此外，在擬南芥中的研究表明，基因缺失突變體chl1-5具有氯酸鹽耐受性，并能破壞基因表達的信號通路[43]；LI等研究發(fā)現(xiàn)，氮饑餓處理下，氮高效油菜中的表達上調(diào)，而氮低效油菜無顯著變化[40]。本研究發(fā)現(xiàn)低氮處理下，油菜根系中的表達明顯上調(diào)，而的表達明顯下調(diào)，‘498’和‘428’的變化趨勢一致，這與LI等研究結(jié)果存在一定出入，基因?qū)Φ偷{迫的響應(yīng)差異是否與處理時期或者低氮的處理程度相關(guān)，有待進一步研究驗證。

在擬南芥中，硝酸鹽在木質(zhì)部的長距離運輸，被認為與兩個NPF轉(zhuǎn)運蛋白相關(guān)，其中AtNPF7.3（NRT1.5）負責將NO3-從中柱鞘運出，裝載到木質(zhì)部，轉(zhuǎn)運到地上部分[44]，而AtNPF7.2（NRT1.8）的作用與AtNPF7.3相反，通過卸載木質(zhì)部中的NO3-來影響NO3-從根到地上部分的運輸[34]，兩個基因共同影響了NO3-向上運輸。ZHANG等研究表明，與氮低效油菜相比，氮高效油菜根系中的表達水平更高，而的表達水平更低；表達上調(diào)，而8表達下調(diào)，能促使更多的NO3-從根系向地上部長距離運輸[19]。然而在本研究中，和對外界NO3-濃度變化的響應(yīng)趨勢與擬南芥等相似，但是（）在兩個氮效率差異種質(zhì)中的表達水平與ZAHNG等的研究有所差異，與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’根系中（）和（）的相對表達水平均更高，這可能與供試材料的氮效率差異特征及植株的生育階段有一定關(guān)系。而在低氮處理下，氮低效種質(zhì)‘428’根系中和（負責高親和性NO3-吸收）的表達水平高于氮高效種質(zhì)‘498’；然而，王改麗等研究發(fā)現(xiàn)，氮高效油菜中的表達水平顯著高于氮低效油菜[9]。而本研究發(fā)現(xiàn)，在低氮處理下，‘498’和‘428’對NO3-的吸收能力無顯著差異（圖4），這可能由油菜種質(zhì)、取樣時間和培養(yǎng)條件不同等多方面因素導致。

除了硝態(tài)氮之外，銨態(tài)氮也是植物吸收的主要無機氮源之一，但是過量吸收會對細胞產(chǎn)生毒害，因此，它的吸收和吸收受到嚴格的控制[32]。系統(tǒng)進化分析表明，植物AMT蛋白可分為兩大類：AMT1與AMT2家族，AMT1和AMT2成員之間可能存在一定的功能重疊或互補，共同調(diào)節(jié)植物對銨態(tài)氮的吸收，維持植物體內(nèi)銨態(tài)氮的穩(wěn)定[45]。在擬南芥中，AMT1型蛋白AtAMT1;1, AtAMT1;2, AtAMT1;3和AtAMT1;5是根系負責高親和性銨吸收的主要轉(zhuǎn)運蛋白[46-47]，AtAMT2;1除了在低親和力范圍內(nèi)對根的吸收有一定的貢獻外，還參與根到莖的銨轉(zhuǎn)運[48]。本研究結(jié)果表明，不同供氮處理下，氮高效油菜種質(zhì)‘498’對NH4+的吸收、累積表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢（圖4）。進一步分析發(fā)現(xiàn)，和以及和在‘498’根系中的相對表達量高于‘428’，其中在‘428’中幾乎不表達（圖 8），說明這些基因表達可能有利于氮高效油菜對NH4+的吸收和轉(zhuǎn)運；然而，與‘498’相比，在氮低效種質(zhì)中的相對表達量較高，并且在葉片和根系中的表達呈現(xiàn)出相反的趨勢，是否暗示基因在氮效率差異種質(zhì)中可能存在不同的適應(yīng)低氮脅迫及調(diào)控銨穩(wěn)態(tài)的機制，有待進一步深入研究。擬南芥中的研究表明，NH4+在側(cè)根發(fā)育中與硝酸鹽形成互補，其對側(cè)根發(fā)育的促進作用依賴AMT1;3[49]，在本研究中，與側(cè)根發(fā)育可能相關(guān)的同源基因和在‘498’和‘428’中的表達水平呈現(xiàn)出相反的趨勢，兩個基因是否會影響油菜側(cè)根發(fā)育，作用機理有待深入解析。AtAMT1;4介導了花粉質(zhì)膜對銨的吸收，并通過銨的吸收或再利用促進了花粉的氮營養(yǎng)[50]。值得注意的是，‘498’葉片中的表達水平高于‘428’。據(jù)報道，大白菜里的同源基因在葉片NH4+轉(zhuǎn)運中發(fā)揮重要作用[51]，說明油菜‘498’葉片對NH4+的轉(zhuǎn)運能力可能強于‘428’。

綜上所述，油菜氮吸收轉(zhuǎn)運基因的表達差異可能影響其對硝態(tài)氮或銨態(tài)氮的吸收運轉(zhuǎn)，從而影響油菜對氮素的吸收積累，具體的分子機理有待通過對關(guān)鍵基因開展進一步深入的功能研究來闡明。

4 結(jié)論

與氮低效油菜‘428’相比，氮高效油菜‘498’具有較為發(fā)達的根系，主要體現(xiàn)在其主根長、總根長、根表面積、根體積和側(cè)根數(shù)均顯著高于氮低效種質(zhì)。與氮低效種質(zhì)‘428’相比，氮高效種質(zhì)‘498’對NO3-和NH4+的吸收累積表現(xiàn)出一定優(yōu)勢。正常供氮處理下，參與NO3-、NH4+吸收轉(zhuǎn)運的基因在油菜‘498’中表達相對較高，而低氮處理下參與NO3-轉(zhuǎn)運與再分配及NH4+吸收轉(zhuǎn)運的基因在油菜‘498’中相對表達量顯著高于‘428’，說明‘498’相對較高的氮吸收效率可能與部分和基因的高表達水平相關(guān)。綜上所述，油菜種質(zhì)根系形態(tài)及氮轉(zhuǎn)運蛋白基因表達的差異都可能影響油菜苗期對氮的吸收運轉(zhuǎn)，進而影響油菜苗期的生長發(fā)育。不同功能氮轉(zhuǎn)運蛋白基因的協(xié)同作用，是維持油菜氮高效吸收轉(zhuǎn)運效率的重要因素之一。

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Characteristics of Efficient Nitrogen Uptake and Transport of Rapeseed at Seedling Stage

CHAO ChengSheng, WANG YuQian, SHEN XinJie, DAI Jing, GU ChiMing, LI YinShui, XIE LiHua, HU XiaoJia, QIN Lu*, LIAO Xing*

Oil Crops Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences /Key Laboratory of Biology and Genetics Improvement of Oil Crops, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430062

【Objective】Nitrogen (N) uptake efficiency is one of the important factors affecting crop N efficiency, investigating characteristics of efficient N uptake and transport was the purpose to provide the theoretical basis for improving N efficiency and yield of rapeseed (L.) varieties.【Method】To explore the mechanisms underlying high N uptake and transport in rapeseed, two rapeseed germplasms with contrasting N efficiency (N efficient germplasm ‘498’ and N inefficient germplasm ‘428’) were used in this study under normal N (9.5 mmol·L-1) and low N (0.475 mmol·L-1) conditions at three different growth stages (Phenological growth stages 12, 14 and 16) in hydroponic culture.At the same time, the15N isotope tracer technique was applied to study the uptake and transport capacity of NO3?and NH4+.Additionally, the expression level of genes (,and）related to N uptake and transport in rapeseed germplasms with contrasting N efficiency were further analyzed by real-time quantitative PCR (RT-qPCR).【Result】Rapeseed germplasm ‘498’ showed superior advantages in plant growth and root development under different N concentrations, and the root morphological indexes (main root length, total root length, root surface area, root volume and lateral root number), biomass, N accumulation and N uptake efficiency were all significantly greater than those of germplasm ‘428’.15N isotope tracer test also showed that ‘498’ showed greater advantage in the uptake and accumulation of NO3-and NH4+, especially for NH4+, as indicated by the significant differences in the accumulation of15NH4+between two germplasms.The RT-qPCR analysis further found that under normal N conditions, the relative expressions of,,,,,,,;and(involved in the uptake and transport of NO3-and NH4+) was significantly higher in ‘498’ than that in ‘428’.While under low N stress, the relative expressions of,and(involved in NO3-uptake and transport) was significantly lower in the root of ‘498’ than that of ‘428’, but the expression level ofand(referred to NO3-transport and redistribution) was significantly higher in ‘498’ than that in ‘428’, as well as the expression level of,,,,and(involved in NH4+uptake and transport).【Conclusion】Compared with N-inefficient germplasm ‘428’, N-efficient germplasm ‘498’ were superior in root length, root surface area (volume) and lateral root number, additionally with greater ability in N (especially NH4+) uptake and accumulation.Under normal N application conditions, the expression of genes involved in NO3-and NH4+absorption and transport were relatively higher in ‘498’, while the relative expression of genes involved in the NO3-transport and redistribution as well as NH4+absorption and transport were significantly higher in ‘498’ than that in ‘428’ under low N stress, illustrating the relative higher N uptake efficiency of ‘498’ possibly linked to the higher expressions of severalsand.

rapeseed, high nitrogen efficiency, root morphology, uptake and transport, nitrogen transporter genes

2021-02-03；

2021-04-13

國家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項（CARS-22-05）、國家重點研發(fā)計劃（2016YFD0100202-5）、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程（CAASASTIP- 2013-OCRI）

巢成生，E-mail：chaocsxl@foxmail.com。通信作者秦璐，E-mail：qinlu@oilcrops.cn。通信作者廖星，E-mail：liaox@oilcrops.cn

（責任編輯 李云霞）