氮素是植物生长发育必需的营养元素之一,对植物生长发育、产量及品质的形成具有重要作用。在生产中,果农为了追求高产,盲目增施氮肥,导致土壤氮肥过载,利用率降低,造成水体环境和农业生产污染严重。因此,挖掘氮素吸收转运相关基因,提高果树自INCB018424细胞培养身氮素利用效率,达到“减施增效”的目的,对农业的可持续发展具有重要意义。梨是我国第三大果树,目前对氮素吸收转运相关基因的挖掘及功能分析还鲜有报道。因此,本研究筛选并鉴定了梨硝酸盐转运蛋白家族成员,系统分析家族成员的理化性质、基因结构、进化历程等,并对PbrNRT2.1基因进行了功能验证,为提高梨树氮素利用效率及优异种质资源的改良与培育提供理论依据和基因资源。主要结果如下:1.在梨中共鉴定出4个NRT2基因,分别位于第11和17条染色体上;系统发育进化树显示NRT2家族成员被分为2个亚家族,基因结构和保守基序进一步支持了这一结果;梨中NRT2家族成员的跨膜结构域数量为10-12个,表明其成LY2835219细胞培养员均为膜定位蛋白;转录组数据分析表明NRT2家组成员具有显著的组织表达特异性。2.构建了‘杜梨’病毒诱导基因沉默(Infections transmissionVIGS)的转化体系,将PbrNRT2.1-TRV2重组质粒转入农杆菌GV3101并侵染杜梨幼苗。实时荧光定量PCR结果显示,与对照相比,处理组杜梨幼苗PbrNRT2.1基因的表达量降低了50.4%。3.为研究PbrNRT2.1的生理功能,利用VIGS技术沉默杜梨幼苗PbrNRT2.1基因的表达,分析杜梨幼苗的生长发育及相关酶活性等指标。结果表明,在低氮(0.6 mmol·L~(-1)NO_3~-)条件下,抑制PbrNRT2.1基因表达后,杜梨幼苗SOD、POD、CAT的活性显著高于对照组,而MDA含量、根系长度、硝酸还原酶及硝酸根离子含量等显著低于对照组。4.为研究PbrNRT2.1的分子功能,构建了PbrNRT2.1-GFP重组载体,并通过农杆菌GV3101介导法和沾花法分别转化到拟南芥原生质和拟南芥植株中。结果表明,利用激光共聚焦显微镜观察PbrNRT2.1定位在细胞膜上,表明其是一个膜定位蛋白;利用PCR方法鉴定拟南芥转基因植株,获得PbrNRT2.1的T3代种子。5.为深入研究PbrNRT2.1对氮素吸收转运的功能,将PbrNRT2.1转基因株系与野生型拟南芥在低氮条件下(0.6 mmol·L~(-1) NO_3~-)培养。结果显示,转基因植株的根长、鲜重、硝酸还原酶及硝酸根离子含量等显著高于野生型。