研究CEP作为氮素信号对植物根系的调控作用(3)
硝酸盐转运体1.1（NRT1.1），硝酸盐转运体2.1（NRT2.1）和硝酸盐转运体3.1（NRT3.1）这些基因是植物需氮信号的受体，并编码了参与根系硝酸盐运输系统的主要蛋白。CEP1能够诱导NRT1.1，NRT2.1和NRT3.1表达，但CEP1对氨和其他大量营养元素的转运体只有极小的影响。另外，在拟南芥幼苗中，有10个CEP基因的过表达会诱导NRT2.1在根部的表达。这些结果暗示，CEP信号是植物产生N饥饿反应的基础[8]。而对于外源氮素，将在含有正常氮溶度的营养液中培养的拟南芥幼苗，移植到缺氮培养基中后，CEP1、CEP3、CEP5、CEP6、CEP7、CEP8和CEP9的转录水平在6小时后显著增加，并在24小时后进一步显著增加。同时，在低浓度的硝酸盐，铵盐和谷氨酸盐处理的幼苗中也可观察到这些基因表达量的显著增加。由此可得出结论， CEP1等七个基因的表达受到外源低氮信号的调控。
此外，在拟南芥中，小肽信号广泛参与各种植物生长发育信号途径，如胚胎发育、根系发生等，其相应的分子机制也在解析中 [14,27]。但是，由于编码这些小肽的基因长度非常短，经常被低分辨率的基因测序和质谱分析忽略，在水稻等单子叶植物中还鲜为人知。可知，在水稻基因鉴定出15个CEP多肽激素基因，定位于水稻的6条染色体上[43]。
本实验将以单子叶植物水稻和拟南芥为研究材料，深入研究氮素响应的CEP小肽分子在根系发育、氮素吸收利用调控中的作用机制，对挖掘氮素高效新基因，解析复杂的植物氮信号响应及转导调控网络具有极大的推动作用，并且其结果来自农作物，对氮素高效的分子育种具有更加直接的指导作用。
1 材料与方法
1.1 研究材料
水稻：野生型：日本晴Oryza sativa ssp. japonica cv. Nipponbare/Shiokari； Kasalath (Kas)籼稻；中花粳稻；
拟南芥：野生型：Col-0；OsCEP1、OsCEP6、AtCEP1和AtCEP5合成小肽由公司合成提供。
1.2 实验试剂和仪器
1.2.1 实验试剂
NH4NO3、K2SO4、KH2PO3、Na2SiO3、EDTA-Fe、MgSO4、CaCl2•2H2O、无水乙醇、NaClO（次氯酸钠）等。
1.2.2 实验仪器
PCR仪、天平、显微镜、扫描仪。
1.2.3 培养基与营养液
MS培养基：NH4NO3 1650 mg/L、KNO3 1900 mg/L、CaCl2•2H2O 440 mg/L、MgSO4•7H2O 370 mg/L、KH2PO4 170 mg/L、KI 0.83 mg/L、H3BO3 6.2 mg/L、MnSO4•4H2O 22.3 mg/L、ZnSO4•7H2O 8.6 mg/L、Na2MoO4•2H2O 0.25 mg/L、CuSO4•5H2O 0.025 mg/L、CoCl2•6H2O 0.025 mg/L、FeSO4•7H2O 27.8 mg/L、Na2-EDTA•2H2O 37.3 mg/L、肌醇100 mg/L、烟酸0.5 mg/L、盐酸吡哆醇（文生素B6） 0.5 mg/L、盐酸硫胺素（文生素B1） 0.1 mg/L、甘氨酸2.0 mg/L。
培养基：不同的氮源培养基中的氮源的供给如下，正常供给条件：2 mM NH4NO3和 2 mM KNO3，其他大量元素和微量元素以及各种必需文生素供给量不变，PH = 5.8。
不同CEP培养基供给如下，1/2MS培养基加不同浓度和类型的CEP，PH=5.8。