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| 1 | 低等生物谷氨酸脱氢酶基因用于作物遗传改良的研究进展显示文摘谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase, GDH)是生物体中普遍存在的氮代谢相关酶。高等植物GDH因对NH_4~+的亲和力较低而在氨同化过程中仅起辅助作用,但在碳氮代谢、光呼吸和逆境响应中起着重要作用。低等生物GDH对NH_4~+的亲和力高,氨同化能力强,可异源表达于作物中以提高其氮素利用效率。本文对低等生物GDH基因用于作物遗传改良的研究进展进行了综述,重点综述了其在提高作物氮素利用效率和耐逆性,以及改善作物营养品质等方面的研究,并对GDH的作用机制、选择标准和应用前景提出了进一步展望。 | 龚茵茵 燕璐 林建中 刘选明 | 2021 | 生命科学研究2021，25，1： | 5 |
| 2 | 黄腐酸添加量对低氮胁迫下小麦生长和根系形态的影响显示文摘【目的】黄腐酸(FA)是腐植酸中分子量较小、活性最大的组分,作为一种生物刺激素,FA可以促进植物生长,提高植株的抗逆性。研究黄腐酸不同添加量对低氮胁迫下小麦生长及根系形态的影响,为小麦减氮增效提供实践和理论参考。【方法】以小麦品种‘鑫华麦818’为材料进行了水培试验。将营养液氮浓度调节为硝态氮0.1 mmol/L模拟低氮胁迫(LN),并分别设置FA添加量0、30、60、90、120 mg/L,即LN-FA0、LN-FA30、LN-FA60、LN-FA90、LN-FA120,共5个处理;以正常供氮营养液(硝态氮4 mmol/L)为对照(NN)。分析了小麦根系形态、植株生物量、植株氮浓度、氮累积量、叶片氮代谢关键酶活性等指标。【结果】与LN-FA0相比,LN-FA30、LN-FA60、LN-FA90和LN-FA120处理的地上部生物量分别提高了16.31%、23.18%、26.75%和35.16%,LN-FA120的地上部生物量与正常氮处理已无显著差异;LN-FA30、LN-FA60和LNFA90总根长增加了35.00%~44.67%,根表面积增加了39.93%~95.42%,根体积增加了55.38%~144.61%,根尖数增加了62.88%~90.12%,主根长增加了26.29%~31.71%(P≤0.05)。将根系按照直径划分为4个等级,FA处理主要促进了小麦Ⅰ~Ⅲ级根系的生长。与LN-FA0相比,4个FA处理均显著提高了小麦地上部氮累积量、根系氮吸收效率和地上部氮分配比例,显著提高了小麦叶片谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性。上述全部指标,除地上部生物量外,FA的提升效果均随FA添加量增加至90 mg/L达到最高值,FA120则不同程度地降低了对各指标的提升效果。【结论】低氮胁迫下,适宜黄腐酸添加量可显著促进小麦Ⅰ~Ⅲ级根系的生长,提高总根长、主根长、根表面积、根体积和根尖数,进而显著提高小麦根系氮吸收效率以及在地上部的氮分配率,并通过提高低氮叶片的GOGAT和GDH活性增强植株氮代谢,促进地上部生物量积累。黄腐酸添加量在30~90 mg/L范围内,效果随黄腐酸添加量的增加而增强,当添加量达到120 mg/L时,其对小麦根系各指标和氮代谢酶活性的作用减小,但却获得了最大的地上部生物量,其原因还需继续研究。 | 于晟玥 牛银星 王泽平 李福贵 柴龙行 冯彪 韩燕来 王祎 | 2023 | 植物营养与肥料学报2023，29，2： | 4 |
| 3 | 异源表达芸薹生链格孢谷氨酸脱氢酶基因AbGDH提高水稻氮素利用率的研究(英文)显示文摘氮元素是植物生长发育所必需的重要元素之一。高等植物中的NADP(H)型谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase, GDH)对NH4^+亲和力较低,因此植物主要通过谷氨酰胺合成酶(GS)/谷氨酸合酶(GOGAT)途径吸收NH4^+。真菌等低等生物中的GDH对NH4^+亲和力较高,所以它们在对NH4^+的利用途径中起着重要作用。本研究克隆了来自芸薹生链格孢(Alternaria brassicicola)的谷氨酸脱氢酶基因(AbGDH),并在水稻(Oryza sativa L. cv. Kitaake)中成功表达。体外酶活性分析表明, AbGDH对NH4^+、α-酮戊二酸和谷氨酸的K_m值分别为2.144±0.141 mmol/L、2.690±0.233 mmol/L和96.772±0.542 mmol/L。体内酶活性测定显示,与野生型相比,过表达AbGDH的水稻有更高的NH4^+亲和力和氨同化能力。此外,水培实验表明,与对照植物相比,转基因幼苗在低氮条件下植物高度和干重显著增加。这些结果说明,在水稻中异源表达AbGDH能促进α-酮戊二酸转化为谷氨酸,并在低氮条件下促进水稻的氨同化,从而提高氮素利用效率。 | 陈鸣冬 刘聪 刘徳荣 汤琦龙 林建中 刘选明 | 2019 | 生命科学研究2019，23，1： | 4 |
| 4 | 禾谷镰刀菌FgGDH基因的克隆和酶促动力学分析显示文摘谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)是广泛存在于生物体中与氮代谢相关的酶,而低等生物的GDH基因常被用于改良作物的氮同化效率。为了发掘优质GDH基因用于作物的遗传改良,本研究从禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)中克隆了FgGDH基因,然后原核表达和纯化FgGDH,并在体外酶促反应体系中测定其酶促动力学特性。结果显示,FgGDH催化氨化反应的酶活性显著大于去氨化反应的酶活性,说明FgGDH更倾向于催化NH_(4)^(+)和α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,2-OG)合成谷氨酸,促进NH_(4)^(+)的同化。此外,FgGDH对NH_(4)^(+)和2-OG的Km值分别为(3.71±0.21)mmol/L和(6.44±0.32)mmol/L,均显著低于水稻OsGDH4的相应Km值,说明FgGDH对NH_(4)^(+)和2-OG的亲和力显著高于水稻内源GDH,具有较高的氨同化效率。本研究为后续利用FgGDH基因用于水稻等作物氮同化效率的遗传改良提供了理论基础。 | 罗琼 何勇 燕璐 曾慧 夏清珊 王艳 林建中 刘选明 | 2021 | 农业生物技术学报2021，29，8： | 0 |
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