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大豆对低氮胁迫的形态和生理学响应及介导低氮胁迫miRNA的鉴定
随着人口的不断增加与环境的不断恶化，粮食安全问题也愈发突显。如何提高底肥利用率、增加作物对生长因子的利用率和减少化肥使用量等已成为当前农业科学研究的重要方向。而氮素一直是制约作物高产的主要因素之一，但低氮胁迫仍会对作物生长和发育造成严重损失。因此，深入研究植物对低氮胁迫的应答机制，是提高底肥利用率、降低氮肥使用量的关键。
1.大豆对低氮胁迫的形态响应
低氮胁迫对大豆植株的生长和发育会产生很大影响，然而，大豆对低氮胁迫的形态响应是比较明显的。首先，低氮会影响大豆的叶绿素合成，导致植株叶绿素含量下降，叶片变黄。其次，低氮胁迫会影响大豆的生长速度和产量。低氮下大豆植株生长迟缓，植株高度和根系不发达，影响产量。最后，低氮胁迫会导致大豆根系分布不均，支根比例增高，而减少了主根长度。这些形态上的变化是植物耐受氮限制的重要基础。
2.大豆对低氮胁迫的生理响应
大豆植株应对低氮胁迫的生理响应主要体现在以下几个方面：（1）根系活力的提高：低氮胁迫下大豆根系的生长状态发生变化，对土壤氮素的吸收和利用能力增强；（2）抗氮逆境酶的活化：植物受到低氮胁迫时，会发生一系列氮代谢作用的变化，如抑制硝酸还原酶活性情况下，大豆植株会提高硝酸还原酶酶活性，并促进有机氮物质合成；（3）改善光合作用：尽管优势叶片中叶绿素含量下降，但是低氮胁迫下，大豆光合作用的反应中心数量增加，提高光能利用效率。
3.大豆对低氮胁迫miRNA的鉴定与分析
miRNA，即microRNAs（小分子RNA），是一类作用于基因表达的调节分子，广泛存在于植物和动物中。如何挖掘植物miRNA对低氮胁迫反应的调节作用具有重要意义。以大豆为研究对象，利用高通量测序技术，从其根部中鉴定出多个miRNA，求其在低氮和正常氮素条件下的表达和功能。
（1）miR529a-3p：低氮胁迫下，miR529a-3p的表达水平增加，可以调控GmF3H1和GmF3H2这两个基因的表达，使得大豆花青素合成途径发生改变，增加其中芸香苷浓度，提高植株钾离子的吸收能力。
（2）miR168a/b/c：低氮胁迫下，miR168a/b/c的表达水平上调，可拟合在靶标AGO1中，调控大豆植株的基因转录水平和表达模式。
（3）miR398：低氮胁迫下，miR398的表达水平上升，并且能降低靶基因CSD1的表达水平，从而能够增加还原性状态，并通过改变内源性激素水平，增加植株对底肥的吸收和利用能力。
综上所述，大豆对低氮胁迫的形态响应和生理响应都与其miRNA的调控作用密切相关。因此，在深入研究大豆对低氮胁迫的适应机制中，miRNA的鉴定和功能分析是非常重要的研究方向。这对于提高底肥利用率、下降化肥使用量，实现农业可持续发展具有十分重要的意义。