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氮素是果树必需矿质元素中的核心元素,而根系是农业生产措施的主要作用中心。平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd. var. pingyiensis Jiang)是苹果生产上常用的优良砧木,为了确定氮素供应与根系生长之间的关系,本实验研究了硝态氮、铵态氮与谷氨酸对其根系生长的影响;为从分子水平上探讨谷氨酸的作用机理,利用GenBank中的EST序列设计引物,从平邑甜茶新根中分离到了谷氨酸受体同源基因MhGLR3.6,并采用荧光定量PCR初步研究了其表达特性,构建了pBI121- MhGLR3.6反义表达载体,采用农杆菌侵染法转化‘皇家嘎拉’苹果(Malus domestica Borth.cv. Royal Gala)。主要结果如下:1.平邑甜茶植株的茎叶生物量及根系生物量在1 mmol/L NO3-处理时均达到最高水平,分别为对照的216.7%和138.5%;对侧根生长而言,侧根长度与侧根数量也在1 mmol/L NO3-处理时最高,分别比对照增加168.9%和100.9%;但超过1 mmol/L后随浓度升高持续下降;NH4+处理的以上各指标表现相同的趋势,但相同供氮浓度时,NH4+处理的低于NO3-处理。随供氮浓度的增加,植株冠根比呈持续增加趋势。对主根而言,氮素供应能明显促进主根生长,但各浓度处理间差异不显著。不同浓度间氮素处理的平邑甜茶根系平均直径差异不显著,NO3-与NH4+处理的根系直径明显高于对照。采用肥料袋控缓释方法研究氮素对平邑甜茶根系生长的影响,结果显示局部供应NO3-与NH4+均能显著增加侧根密度。2.在0-50μmol/L的范围内,随供应L-谷氨酸浓度的提高,平邑甜茶主根长度显著增加,供应50μmol/L L-谷氨酸的主根长度为0μmol/L的181%;而随供应L-谷氨酸浓度的继续提高,主根长度则急剧下降,到1000μmol/L时降至最低点,仅为50μmol/L时的35.6%。较低浓度的L-谷氨酸处理(0-50μmol/ L)能刺激侧根长度的增加,50μmol/ L L-谷氨酸处理的侧根长度为对照的142%。继续增加L-谷氨酸的浓度,侧根长度明显受抑制,1 000μmol/ L的L-谷氨酸处理仅为对照的22.1%。供应0-100μmol/ L的L-谷氨酸能显著增加侧根的数量,以50μmol/ L时最高,为对照的184%;增加L-谷氨酸的浓度,侧根数量明显下降,1000μmol/ L时为对照的56.7%。3.利用谷氨酸受体基因同源序列设计简并引物,通过RT-PCR和SMART RACE PCR技术获得了平邑甜茶谷氨酸受体同源基因MhGLR3.6,GenBank注册号为EF432572。序列分析表明,MhGLR3.6 cDNA全长3 600 bp,含有2 838 bp的完整开放阅读框,编码946个氨基酸,预测分子量107.809 KDa。聚类分析发现,MhGLR3.6属于拟南芥GLRs家族中的第三亚家族,且与AtGLR3.6的同源关系最近。亲水性分析表明MhGLR3.6包含三个跨膜结构域(M1、M3、M4),一个N末端信号肽Sp,一个凹膜结构域M2。Sp与M1、M3与M4之间分别为配体结合结构域GlnH1和GlnH2。4.荧光定量PCR结果显示,MhGLR3.6在根、茎、叶中均有所表达,且在叶中的表达量最高;L-谷氨酸和IBA处理能够诱导根中MhGLR3.6的表达。5.成功构建了pBI121- MhGLR3.6反义表达载体,并对‘皇家嘎拉’苹果进行了农杆菌介导的遗传转化。