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氮素是植物生长发育所必需的营养元素,是生物体中许多化合物的物质基础,植物能够吸收利用的氮素形态主要有铵态氮(NH<,4><+>-N)和硝态氮(NO<,3><->-N).大量研究表明,NO<,3><->-N是一种重要的信号物质,在调节侧根生长、养分吸收、氮素代谢和有机酸代谢等过程中起着重要作用.但是,NO<,3><->-N信号反应并非全部由其本身直接引起,也可通过转化为NH<,4><+>或氨基酸后间接引起,多数研究并未能区分硝态氮信号的直接性或间接性.相对于硝态氮信号,铵态氮信号方面的研究远远滞后,过去也未见有系统比较NO<,3><->/NH<,4><+>信号反应差异方面的研究.该研究以水稻为研究材料,运用mRNA差异显示技术(mRNA differential display,DD-PCR)、抑制性缩减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)、基因芯片技术(gene chips)等方法,比较研究了NO<,3><->/NH<,4><+>下水稻叶片基因表达差异,旨在了解NH<,4><+>-N信号反应及其与NO<,3><>-N信号的区别.该文通过比较NO<,3><->/NH<,4><+>下水稻基因表达差异,发现水稻对NO<,3><->/NH<,4><+>信号的反应差异明显,NO<,3><->信号特异或直接诱导表达的基因有:cytochrome p450 monooxygenase,inorganic pyrophosphatase,amine oxidase,spermidine synthase等;NH<,4><+>信号及其下游同化产物诱导的基因有:MT,PCS,CDPK,neutral invertase,trehalose-6-phosphate synthase,ankyrin-like protein等.相对于硝态氮,铵态氮下硫同化相关基因增强表达,而亚硫酸氧化酶基因表达下降,因此可能导致亚硫酸根与半胱氨酸等物质的积累,二者能可逆竞争性抑制乙醇酸氧化酶活性,这可能是导致铵态氮下草酸积累下降的原因.