木薯是世界第六大粮食作物和重要的工业原料,具有高产、耐旱、耐贫瘠等特性,在全世界热带地区广泛种植。氮在生物体的物质和能量代谢活动中发挥重要作用,大多数植物最主要的氮源是硝酸盐(NO3-)。土壤中N03-浓度受微生物、土壤类型、施肥量等影响,变化范围由0.1 mmol·L-～10 mmol·L-。在农业种植中,农民为获得高产,常常施加大量氮肥,而国内平均氮利用率只有30%～40%。过量的氮肥随地表径流引起农田渗漏,造成水体和农业面源污染。因此,研究NO3-的吸收转运机制,对于提高木薯氮利用率,改善生态环境,保证人口粮食问题具有重要的理论和实际意义,并为进一步为建立低氮高效的农业种植方法提供理论参考。本研究通过PCR克隆技术,分离得到木薯的高亲和性硝酸根转运蛋白家族基因的4个成员MeNRT2.1、MeNRT2.2、MeNRT2.5、MeNRT2.6。本研究通过对硝酸根转运相关的基因进行的探索,主要研究结果如下:1.生物信息学分析表明:MeNRT2基因编码约450～530个氨基酸,具有MFS(G-x-x-x-D-x-x-G-x-R)和 NNP(G-W/L-G-N-M/A-G)保守域,具有10～12个跨膜结构域。Wolf pSORT预测MeNRT2蛋白家族都属于细胞膜蛋白。MeNRT2.1、MeNRT2.3 和 MeNRT2.4 为不稳定蛋白,MeNRT2.2、MeNRT2.5 和 MeNRT2.6 为稳定蛋白。木薯MeNRT2蛋白家族启动子区域的顺式作用元件主要有核心启动子CAAT-box和TATA-box、光应答反应、激素应答反应、非生物胁迫有关的元件。进化树分析表明,MeNRT2蛋白家族氨基酸序列与蓖麻、油桐树、可可树等植物的NRT2同源性较高,且在进化上与它们的亲缘关系最为接近。2.实时荧光定量PCR(qPCR)结果表明:MeNRT2基因在受低浓度NO3-(0.3 mmol·L-)诱导时,在根中的表达量高于茎、叶中的表达量,且在根、茎、叶中的表达量基本呈“钟型曲线”变化,即先上升后下调。在受高浓度NO3-(3 mmol·L-)诱导时,MeⅣRT2.5基因受抑制,在根中表达量下降;MeNRT2.6基因表达不受NO3-浓度的显著影响。3.分裂泛素酵母双杂交系统(mating-based split ubiquitin system,mbSUS)实验结果表明:MeNRT2.5 同 MeCIPK1、4、5、6、8、10、11、12、14、15、16、18、19、20、22、23、24、25、26转基因酵母杂交子可以在酵母三缺培养基(SD/-Leu-Trp-His)上正常生长,表明MeNRT2.5蛋白与MeCIPK的19个蛋白之间可能存在互作关系。MeNRT2.1、MeNRT2.2、MeNRT2.6 与 MeCIPK 蛋白的酵母杂交子在 SD/-Leu-Trp-His培养基上均不能正常生长,表明它们之间可能无互作关系。