李曉榮，張美俊，楊武德，馮美臣，武志明

(山西農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院 山西 太谷 030801)

Bt棉功能葉氮代謝對Bt蛋白表達及氮肥調(diào)節(jié)的響應

李曉榮，張美俊，楊武德，馮美臣，武志明

(山西農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院 山西 太谷 030801)

為評價外源Bt基因插入以及氮肥對Bt棉功能葉Bt蛋白表達及氮代謝的影響，對Bt棉功能葉Bt蛋白含量，硝酸還原酶、谷丙轉氨酶和蛋白酶活性，可溶性蛋白質(zhì)和全氮含量等指標進行了測定。結果表明：Bt棉功能葉Bt蛋白含量在蕾期最高，此后，隨生育進程呈顯著下降。與常規(guī)棉相比，Bt棉功能葉硝酸還原酶活性提高，在前中期谷丙轉氨酶活性顯著提高且有利于可溶性蛋白質(zhì)的合成，前期全氮含量顯著增加，對蛋白酶活性沒有明顯影響。Bt棉功能葉Bt蛋白含量與硝酸還原酶活性、可溶性蛋白質(zhì)和全氮含量呈顯著正相關，表明Bt棉前期增強的氮代謝促進了Bt蛋白的表達。施氮肥明顯提高Bt棉中后期功能葉硝酸還原酶活性、可溶性蛋白質(zhì)含量和Bt蛋白的表達?；┖统趸ㄆ诟?0%的效應顯著大于全部基施，而在基施氮肥基礎上，初花期增施50%的氮肥效應最明顯。與常規(guī)棉比較，施氮肥更有利于Bt棉中后期功能葉硝酸還原酶活性、可溶性蛋白質(zhì)含量提高。

Bt棉；Bt蛋白；氮代謝；氮肥

國際農(nóng)業(yè)生物技術應用服務組織ISAAA報道，2011年全球轉基因棉花種植面積達2470萬hm2，占全球棉花總種植面積的68.6%，其中Bt抗蟲棉是應用和種植的主要貢獻品種。我國自1997年Bt棉投入生產(chǎn)種植以來，其種植面積迅速擴增，2011年我國Bt棉種植面積達390萬hm2，占棉花總種植面積的71.5%[1]。對于轉基因作物，由于體細胞無性系變異，外源基因插入受體基因組區(qū)位的隨機性和不確定性以及基因間的互作，可導致活性基因的修飾或沉默以及沉默基因的激活，進而可能導致新的代謝物形成或改變原有代謝物的水平(速率)[2～4]。

田間試驗表明，與其受體品種相比，Bt棉新棉33前期出苗慢、幼苗素質(zhì)差[5]。Bt棉GK-12結鈴性增強，單株果枝數(shù)、單株果節(jié)數(shù)、棉鈴長度、棉鈴體積、棉鈴經(jīng)濟系數(shù)、鈴重均下降，棉鈴外形由圓錐形突變?yōu)槁褕A形，鈴柄長度大幅度增加[6]。田曉莉等[7]發(fā)現(xiàn)，Bt棉中棉30的單株葉面積、葉面積系數(shù)和側根數(shù)量較輪回親本中棉16大幅度降低，但結鈴性強且?guī)旎钚愿?，因此源庫關系失調(diào)，容易早衰。劉微等[8]以克螟稻1號及其對照親本秀水11為材料，分析了Bt基因?qū)λ竟夂咸匦约肮夂袭a(chǎn)物積累的影響，認為外源Bt基因的導入對溫室種植條件下水稻葉片光合特性具有短暫影響，但這種影響不具有持續(xù)性?？嗣?號大多數(shù)碳代謝指標的顯著變化主要是由無性系變異引起的[9]。Bt蛋白的表達是氮素合成Bt蛋白的氮代謝過程，作為氮代謝過程的一部分，外源蛋白表達如何引發(fā)植株自身在氮代謝方面產(chǎn)生非預期效應還不確定[4]。氮素是Bt作物Bt蛋白的主要成分之一[10]，因此，氮素的供應同樣會影響B(tài)t蛋白表達。Alinia等[11]研究認為，隨施氮量的增加，Bt水稻Bt蛋白表達量將隨之增加。Bruns和Abel[12]研究也表明，增加氮肥供應量，相應地增加了Bt玉米葉片中Bt蛋白表達量。因此，從與Bt基因表達Bt蛋白密切相關的氮代謝著手，研究Bt基因插入后Bt棉氮代謝生理強度的變化及施氮對Bt棉Bt蛋白表達和氮代謝的影響，可為生產(chǎn)上合理調(diào)節(jié)Bt棉Bt蛋白穩(wěn)定表達和氮代謝平衡提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試Bt棉分別為Bt冀668及晉棉26，親本對照分別為常規(guī)棉冀668和晉棉7。Bt冀668和晉棉26均是通過農(nóng)桿菌介導技術將Bt基因(Cry1Ac)導入各自對照常規(guī)棉而選育的Bt棉品種。種子均由山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所提供。

1.2 試驗設計

試驗于2012-2013年在山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)場試驗田和農(nóng)學院生態(tài)實驗室進行。

Bt棉功能葉Bt蛋白表達和氮代謝變化試驗設計：供試棉花品種為Bt棉Bt冀668及晉棉26，親本常規(guī)棉為冀668和晉棉7。以品種為試驗因子，田間按單因素隨機區(qū)組設計，每品種重復5次，共計20個小區(qū)，小區(qū)面積3.5 m× 7.5 m，行距75 cm，株距15 cm。試驗地土壤為黃土母質(zhì)上發(fā)育而成的石灰性褐土，其養(yǎng)分含量為：有機質(zhì)12.84 g·kg-1，全氮0.86 g·kg-1，速效磷6.47 mg·kg-1，速效鉀176.34 mg·kg-1。氮肥施用量300 kg·hm-2，氮肥用尿素，施過磷酸鈣600 kg·hm-2、氯化鉀 300 kg·hm-2，全部以基肥施入。4月20日種子經(jīng)催芽后采用地膜覆蓋穴播，每穴4粒種子，三葉定苗，其他田間管理按常規(guī)進行。分別于棉花苗期(7葉期，6月4日)、蕾期(6月21日)、花期(7月16日)、盛鈴期(8月14日)、吐絮期(9月15日)，取棉株功能葉倒4葉，打頂后取倒2葉。每一小區(qū)每一生育期隨機選取15株棉葉。一部分鮮樣用于硝酸還原酶(NR)活性和可溶性蛋白質(zhì)含量的測定；一部分樣液氮冷凍后用于Bt蛋白、谷丙轉氨酶(GPT)活性、蛋白酶活性的測定；其余樣70℃烘干用于全氮含量的測定。

氮肥對Bt棉中后期功能葉Bt蛋白表達和氮代謝的影響試驗設計：供試棉花品種為Bt棉晉棉26和親本常規(guī)棉晉棉7。試驗采用直徑為35 cm，高為30 cm的聚乙烯塑料盆進行盆栽試驗，每盆裝土20 kg。采用地表2 m以下的生土，為黃土母質(zhì)上發(fā)育而成的石灰性褐土，其養(yǎng)分含量為：有機質(zhì)4.56 g·kg-1，全氮0.097 g·kg-1，速效磷3.86 mg·kg-1，速效鉀75.41 mg·kg-1。設置不同的氮肥施用方式，分別為0.3125 g·kg-1土(全部基施)、0.3125/0.156 g·kg-1土(基施/初花期追施)、0.156/0.156 g·kg-1土(基施/初花期追施)以及CK 0 g·kg-1土。KH2PO40.2425 g·kg-1土以基肥一次施入。初花期追施的氮肥溶于水后澆入桶中，所用氮肥為尿素。每品種每處理重復12次，共96個盆。4月25日種子經(jīng)催芽后播種，三葉定苗，每盆留苗一株，其他管理按田間常規(guī)進行。于棉株盛花期(7月25日)、盛鈴期(8月16日)每處理隨機選取6盆，取棉株功能葉倒4葉，打頂后取倒2葉。一部分鮮樣用于可溶性蛋白質(zhì)和硝酸還原酶活性的測定；一部分樣液氮冷凍后用于Bt蛋白的測定。

1.3 測定項目與方法

Bt棉功能葉Bt蛋白含量采用ELISA試劑盒(購置于中國農(nóng)業(yè)大學作物化控中心，其中包括被包被抗體的96孔板及配套試劑)進行測定[13]。

棉株功能葉硝酸還原酶活性的測定采用磺胺比色法[14]，谷丙轉氨酶活性的測定采用比色法[14]，蛋白酶活性的測定采用比色法[14]，可溶性蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍法[14]，全氮含量的測定采用凱氏定氮法[15]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和DPS軟件對數(shù)據(jù)進行t檢驗或Duncan新復極差多重比較。

2 結果與分析

2.1 Bt棉功能葉Bt蛋白表達

由表1可見，2個Bt棉功能葉Bt蛋白含量均表現(xiàn)蕾期最高，苗期次之，從蕾期開始隨生育進程呈顯著下降趨勢。Bt冀668功能葉Bt蛋白含量在生育前中期(苗期、蕾期和花期)顯著高于晉棉26。表明不同Bt棉功能葉Bt蛋白表達有所不同，但均表現(xiàn)為營養(yǎng)生長為主階段功能葉Bt蛋白含量顯著增加，進入生殖生長后，開始顯著下降。

表1 不同生育期Bt棉功能葉Bt蛋白含量/μg·g-1(M±SD)

注：同列標有* 或同行Bt棉不同生育期字母不同表示差異顯著(plt;0.05)。

Note： * means significant difference at the 0.05 level in the same column; The different small letters mean significant difference at the 0.05 level in the same line.

2.2 Bt棉功能葉硝酸還原酶、谷丙轉氨酶和蛋白酶活性變化

硝酸還原酶是氮素同化過程的第一個酶，硝酸還原酶對棉株體內(nèi)外因素反應靈敏，被稱為限速酶，其數(shù)量和活力對NO3-還原具有重大效應[16]。由表2可以看出，Bt棉功能葉硝酸還原酶活性在生長發(fā)育過程中和常規(guī)棉變化一致，苗期到蕾期活性增強，隨后開始逐漸下降。但相同生育期功能葉NR活性，Bt棉和對照常規(guī)棉存在一定差異。除吐絮期外，其余生育期均表現(xiàn)Bt棉顯著提高了功能葉NR活性，且在蕾期和花期增幅最大，Bt冀668增幅分別為40.28%和36.99%，晉棉26增幅分別為44.62%和32.28%。這表明Bt基因的插入提高了Bt棉功能葉NR活性，對N素還原能力增強。

表2 不同生育期棉株功能葉硝酸還原酶活性/μg·g-1·h-1(M±SD)

注：同列標有* 表示Bt棉與各自對照常規(guī)棉有差異(plt;0.05)。 表3、表5和表6同。

Note： * means significant difference at the 0.05 level in the same column between Bt cotton and conventional cotton, respectively. The same as table 3, 5, 6.

谷丙轉氨酶主要參與氨基交換，形成植物體內(nèi)的多種氨基酸。轉氨基作用和氨基酸的合成主要在葉片中進行，因而葉片中的谷丙轉氨酶活性變化可以直接反映棉株的氮素同化的基本特征。表3表明，2個Bt棉功能葉谷丙轉氨酶活性變化為生長前期逐漸增強，到花期后開始逐漸降低，而2個常規(guī)棉谷丙轉氨酶活性隨生長發(fā)育一直增強到盛鈴期后，才開始有所下降，且2個Bt棉谷丙轉氨酶活性均在花期以前顯著高于2個常規(guī)棉，這說明Bt基因插入后Bt棉氨基交換過程發(fā)生了變化，在前中期功能葉氨基酸合成能力顯著增強，后期減弱早于常規(guī)棉。

表3 不同生育期棉株功能葉谷丙轉氨酶活性/μmol·g-1·min-1(M±SD)

蛋白酶參與蛋白質(zhì)分解的過程，產(chǎn)生的氨基酸用于新蛋白質(zhì)的合成或進一步降解氧化、轉化成其他物質(zhì)。由表4可見，無論Bt棉還是常規(guī)棉，功能葉蛋白酶活性均在前中期較低，逐漸增強到盛鈴期達高峰后有所降低。2個Bt棉與各自對照常規(guī)棉整個生育期功能葉蛋白酶活性均無顯著差異。這一結果表明，Bt基因的插入對Bt棉功能葉蛋白質(zhì)分解代謝沒有產(chǎn)生顯著影響。

表4 不同生育期棉株功能葉蛋白酶活性/mg·g-1·h-1(M±SD)

2.3 Bt棉功能葉可溶性蛋白質(zhì)和全氮含量變化

表5顯示，2個Bt棉和2個常規(guī)棉功能葉可溶性蛋白質(zhì)含量的變化趨勢一致，在蕾期含量達到最高后開始逐漸下降。在生長前中期(苗期、蕾期和花期)2個Bt棉顯著提高了功能葉可溶性蛋白質(zhì)含量，且在蕾期增幅最大，Bt冀668增幅為21.09%，晉棉26增幅為25.42%。結合Bt棉對功能葉蛋白酶活性的研究結果表明，Bt棉在生長前中期蛋白質(zhì)的合成能力明顯提高。

表5 不同生育期棉株功能葉可溶性蛋白質(zhì)含量/mg·g-1(M±SD)

表6表明，Bt棉和常規(guī)棉功能葉全氮含量變化一致，苗期和蕾期功能葉全氮含量較高，這和田曉莉等盛蕾期之前是棉株一生中氮代謝最活躍的時期的結論是一致的[17]，以后全氮含量呈下降趨勢。2個Bt棉功能葉全氮含量在生長前期(苗期和蕾期)顯著高于2個常規(guī)棉，Bt冀668平均增幅達26.94%，晉棉26達28.30%。

表6 不同生育期棉株功能葉全氮含量/g·kg-1(M±SD)

注：同列標有* 表示Bt棉與各自對照常規(guī)棉有差異(plt;0.05)。

Note： * means significant difference at the 0.05 level in the same column between Bt cotton and conventional cotton, respectively.

2.4 Bt棉功能葉Bt蛋白與氮代謝指標相關性分析

Bt棉功能葉Bt蛋白含量在蕾期達最高，吐絮期降到整個生育期最低值，且與常規(guī)棉相比，Bt棉蕾期功能葉氮代謝指標大多數(shù)有顯著改變，而吐絮期變化較少，為探明Bt棉氮代謝對Bt蛋白表達的響應，對Bt棉蕾期和吐絮期功能葉各項氮代謝指標與Bt蛋白含量進行相關分析。由表7可以看出，功能葉Bt蛋白含量在蕾期和吐絮期均與硝酸還原酶活性、可溶性蛋白質(zhì)含量以及全氮含量呈顯著正相關，與其他氮代謝指標相關性較差。

表7 Bt棉功能葉Bt蛋白和氮代謝指標相關系數(shù)

注：*表示顯著相關(plt;0.05).

Note： * means significant correlation at the 0.05 level.

2.5 氮肥對Bt棉功能葉Bt蛋白表達的影響

表8顯示，施氮肥Bt棉功能葉Bt蛋白含量在盛花期和盛鈴期顯著高于不施氮處理，表明施氮肥可顯著提高Bt棉中后期功能葉Bt蛋白的表達。初花期增施氮肥比基施又有顯著提高，其中以基施基礎上再增施50%氮肥(0.3124/0.156 g·kg-1處理)功能葉Bt蛋白含量達最高，在盛花期、盛鈴期分別是不施氮處理的2.32、4.34倍，比單基施氮肥(0.3124 g·kg-1處理)分別增幅39.58%、67.24%。施氮肥Bt棉功能葉Bt蛋白含量從盛花期到盛鈴期下降的幅度均小于不施氮處理，如從盛花期到盛鈴期施氮肥0.3124、0.3124/0.156、0.156/0.156 g·kg-1下降幅度分別為65.52%、38.14%、48.20%，而對照為158.21%。

表8 氮肥對Bt棉晉棉26功能葉Bt蛋白含量的影響/μg·g-1(M±SD)

注：同一列字母不同的表示有差異(plt;0.05)

Note：The different small letters in the same column mean significant difference at the 0.05 level.

2.6 氮肥對Bt棉功能葉硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量的影響

由表9可見，施氮肥Bt棉在盛花期和盛鈴期功能葉硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量均比不施氮肥顯著提高，表明充足的氮素供應可顯著提高Bt棉中后期功能葉硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量，基施和初花期各50%的效應顯著大于全部基施，在基施基礎上，在初花期再增施50%氮肥(0.3124/0.156 g·kg-1處理)提高最明顯。同一施氮處理，Bt棉功能葉硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量均顯著高于常規(guī)棉，Bt棉施氮較不施氮功能葉硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量增加的幅度也均高于常規(guī)棉增加的幅度，如硝酸還原酶活性，施氮肥0.3124/0.156 g·kg-1Bt棉在盛花期和盛鈴期增加幅度分別為49.64%和90.74%，常規(guī)棉增加的幅度分別為42.67%和68.22%，可溶性蛋白含量, 施氮肥0.3124/0.156 g·kg-1Bt棉在盛花期和盛鈴期增加幅度分別為40.69%和74.54%，而常規(guī)棉增加的幅度分別為29.86%和37.37%，顯示增施氮肥更有利于Bt棉中后期功能葉硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量提高。

表9 氮肥對棉株功能葉硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量的影響(M±SD)

注：同一列字母不同的表示差異顯著(plt;0.05)

Note：The different small letters in the same column mean significant difference at the 0.05 level.

3 討論與結論

3.1 Bt棉功能葉氮代謝對Bt蛋白表達的響應

試驗結果表明， Bt棉功能葉在營養(yǎng)生長為主階段Bt蛋白含量顯著增加，進入生殖生長后，顯著下降。這與前人研究Bt棉Bt蛋白在棉花不同生育期的表達具有時間特性是一致的[13,18,19]。棉株由營養(yǎng)生長中心向生殖生長轉變的過程中，蕾花鈴對氮素營養(yǎng)的需求量逐漸增加，抑制了葉片中Bt蛋白的合成[20]。有研究表明，隨轉Bt棉生育期的推進，在生育后期，Bt基因的表達減弱，葉片中將基因轉換成Bt蛋白的RNA幾乎全部喪失，植株不能繼續(xù)產(chǎn)生Bt蛋白，導致其含量下降[21]。因此尋求促進中后期葉片Bt蛋白表達量增加的措施，對于增強Bt棉的中后期抗蟲性具有重要意義。

試驗結果表明，Bt棉功能葉硝酸還原酶活性提高，在前中期谷丙轉氨酶活性顯著增強，說明Bt基因插入更有利于氮素的還原和同化。Bt棉功能葉蛋白酶活性沒有發(fā)生顯著變化，顯著提高了功能葉可溶性蛋白質(zhì)含量，前期顯著提高了全氮含量，這表明Bt基因插入后，Bt棉在生長前中期蛋白質(zhì)的合成能力明顯提高。孫彩霞等[4]對Bt棉苗期氮代謝研究表明，與非轉基因棉花相比，苗期Bt棉Z30葉片內(nèi)氮素的同化和蛋白質(zhì)的水解過程沒有明顯改變,而氨基交換過程可能發(fā)生改變，推測苗期Bt棉體內(nèi)的Bt蛋白的表達量較低，因而其對植株氮代謝特征影響也較小，建議對Bt棉各生育期的氮代謝特征進行研究。田間條件下Bt棉的氮代謝較強，葉片全氮含量明顯升高，可溶性蛋白質(zhì)含量顯著提高，葉片硝酸還原酶、谷丙轉氨酶活性增強，蛋白酶活性則明顯下降[22]，本研究結果與此研究結果基本一致。

Bt蛋白的表達就是氮素合成蛋白的氮代謝過程，董志強等[23]研究表明，Bt棉33B的氮代謝特征影響了其Bt蛋白的表達量。本試驗結果顯示功能葉Bt蛋白與硝酸還原酶活性、可溶性蛋白質(zhì)含量以及全氮含量呈顯著正相關，與前人研究Bt棉體內(nèi)Bt蛋白表達量與氮代謝水平呈顯著正相關[24～27]一致，表明增強的氮代謝有利于Bt蛋白的表達。Bt棉主莖幼葉、功能葉和衰老葉片中硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量呈顯著正相關關系，認為Bt棉主莖葉片中硝酸還原酶活性和葉片可溶性蛋白的合成量密切相關，即葉片硝酸還原酶調(diào)控著可溶性蛋白的合成量[23]。本試驗結果表明Bt棉蕾期和吐絮期功能葉硝酸還原酶活性和可溶性蛋白含量也呈顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.781(r0.05=0.632)和0.749。結合本試驗硝酸還原酶活性和Bt蛋白的顯著相關關系，可以推測硝酸還原酶活性顯著影響可溶性蛋白質(zhì)和Bt蛋白的合成量。試驗結果還表明，蕾期Bt冀668功能葉硝酸還原酶活力為18.84 μg·g-1·h-1，相當于吐絮期活力的2.60倍，可溶性蛋白含量和Bt蛋白含量分別是吐絮期的2.26倍和3.93倍，因此推測Bt棉中后期Bt蛋白表達量的下降與中后期硝酸還原酶活性減弱和可溶性蛋白含量降低密切相關。

3.2 氮肥對Bt棉功能葉Bt蛋白表達及氮代謝的調(diào)節(jié)

當施氮肥時，Bt作物可利用的氮隨之增加，Bt蛋白合成酶和mRNA的數(shù)量可能會大量增加，因此將會有大量的Bt蛋白被合成[12]。研究表明在合理的施用率范圍內(nèi)，施氮肥可顯著提高Bt棉中后期(盛花期和盛鈴期)功能葉Bt蛋白的表達，使中后期Bt蛋白含量下降幅度減少，從而有利于中后期抗蟲性的增強。氮肥運籌為基施和初花期各50%的效應顯著大于全部基施，而在基施氮肥基礎上，初花期增施50%的氮肥效應最明顯，表明整個生育期充足的氮肥供應顯著提高功能葉Bt蛋白的表達。Pettigrew等[20]的研究也表明盡管不同的氮肥處理由于產(chǎn)量構成因素之間的不同，導致在皮棉產(chǎn)量上最終沒有形成顯著差異，但相同氮肥基施量下，后期增施50 %的氮肥使葉片Bt蛋白含量提高了14%。

氮肥是生產(chǎn)上可以調(diào)節(jié)的一個栽培措施，氮素營養(yǎng)充足，棉葉各代謝過程增強[28]，開花期追施適量氮肥，在一定程度上可以改善棉葉光合性能，維持硝酸還原酶活性，使生育葉片后期維持較高生理活性[29]，馬宗斌等[30]研究表明氮肥施用方式(氮肥分施比例)會影響B(tài)t棉氮代謝。高氮素營養(yǎng)有利于Bt棉的硝酸還原酶活性的提高，但這一點在親本棉上沒有明顯表現(xiàn)出來。在高氮素水平處理下，Bt棉的氮素代謝較親本棉花旺盛[31]。本研究也得出類似的結果。研究表明施氮肥明顯提高Bt棉中后期功能葉硝酸還原酶活性、可溶性蛋白質(zhì)含量，與常規(guī)棉比較，增施氮肥更有利于Bt棉中后期功能葉硝酸還原酶活性、可溶性蛋白質(zhì)含量提高。基施和初花期各50%的效應顯著大于全部基施，在基施基礎上，在初花期再增施50%氮肥(0.3124/0.156 g·kg-1處理)提高最明顯。氮肥施用量和施用方式可顯著改變Bt棉功能葉氮代謝水平，因此，生產(chǎn)中可通過氮肥調(diào)節(jié)來促進Bt棉氮代謝和提高Bt棉中后期抗蟲性。

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ResponseofNitrogenMetabolisminFunctionalLeaftoBtProteinExpressionandNitrogenFertilizerAdjustmentforBtCotton

Li Xiaorong, Zhang Meijun, Yang Wude, Feng Meichen, Wu Zhiming

(CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China)

To investigate the effect of Bt gene and N fertilizer on Bt protein and nitrogen metabolism of functional leaf of Bt cotton, Bt protein content, nitrate reductase (NR) activity, glutamic-pyruvic transaminase (GPT) activity, protease activity, soluble protein content and total N content of functional leaf were measured in this study. The results showed that Bt protein content in functional leaf of Bt cottons reached the highest at budding stage. From then on, Bt protein content reduced significantly. Compared with conventional cottons, the NR activity of functional leaf of Bt cottons was enhanced, also the GPT activity and soluble protein content was increased significantly before flowering stage, and the total nitrogen content was increased significantly before budding stage, while there was no significant effect on protease activity. There was a significant positive correlation between Bt protein content and NR activity, soluble protein content and total nitrogen content. It concluded that the enhanced nitrogen metabolism at early stage promoted the Bt protein expression. N fertilizer improved Bt protein expressing, NR activity and soluble protein content of functional leaf of Bt cotton at middle and later stages. 50% of N fertilizer respectively at the basal and the early flowering stages affected much more than that of N fertilizer at all the basal stage. And on all basis N fertilizer, the effect of increasing 50% of the nitrogen fertilizer application at early flowering stage was the most significant. Compared with conventional cotton, N fertilizer was more helpful for the increasing of NR activity and soluble protein content of functional leaf for Bt cotton at middle and later stages.

Bt cotton; Bt protein; Nitrogen metabolism; N fertilizer

2014-03-20

2014-05-16

李曉榮(1990-), 女(漢), 陜西延安人，在讀碩士,研究方向: 作物生態(tài)。

張美俊, 博士,副教授。Tel:0354-6288982;E-mail: meijunz@126.com

山西省自然科學基金(2012011030-2)

S183

A

1671-8151(2014)04-0301-07

(編輯：馬榮博)