氮素营养水平对冬小麦氮代谢关键酶活性变化和籽粒蛋白质含量的影响

通过氮素营养水平对籽粒蛋白质含量差异较大的3个小麦品种的氮素代谢关键酶活性变化及籽粒蛋白质含量影响的研究表明: 增加施氮量能够提高氮素同化关键酶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性, 降低旗叶蛋白质水解酶的活性. 增加施氮量提高籽粒蛋白质含量主要与促进开花后氮素吸收同化能力有关. 不同品种间籽粒蛋白质含量的差异     

间作花生对木薯碳氮代谢产物及关键酶活性的影响

通过设置不同的间作行距（30、40、50 cm）和根系分隔处理,研究间作花生对木薯叶片的碳氮代谢产物及相关酶活性的影响。结果表明,40 cm行距间作花生可提高木薯的蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）活性及可溶性糖含量;间作花生后,木薯的氨基酸和可溶性蛋白质含量随着行距变窄而降低;相反,硝酸还原酶（NR）活性则显著增强。相同行距处理下,无根隔处理的氨基酸、蛋白质含量及SPS、SS、谷氨酰胺合成酶（GS）活性均高于根隔处理,说明木薯和花生的根系之间存在一定的相互作用。总体而言,适宜的间作行距可以提高碳氮代谢酶活性,从而促进碳水化合物和蛋白质的积累与运转,对提高木薯的产量和品质具有重要意义。     

豫谷18功能叶碳氮代谢关键酶活性研究

本文研究了豫谷18在籽粒灌浆过程中功能叶碳氮代谢关键酶活性变化，结果表明，在产量形成关键期，豫谷18功能叶中硝酸还原酶（NR）、谷胺酰胺合成酶（GS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）、谷氨酸脱氢酶(GDH) 活性均高于对照冀谷19。在几种酶的共同作用下，豫谷18维持和延长了叶片功能期，增强了光合作用及蛋白质合成等能力，为籽粒产量提高奠定了基础。     

不同基因型小麦籽粒蛋白质合成动态及相关酶活性的研究

以蛋白质含量差异较大的小麦为材料,研究了不同营养水平下籽粒发育过程中蛋白质含量和谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的动态变化规律及关系,以及小麦生育期功能叶相关酶活性动态变化及与籽粒蛋白质含量的关系。结果表明,两种营养水平下蛋白质含量的动态变化都表现为“高-低-高”的变化趋势,不同品种籽粒的蛋白质积累过程品种间存在差异,PH82-2-2一直处于最高水平,而PH97-4一直处于最低水平,PH97-5在籽粒发育后期蛋白质含量超过济南17,低于PH82-2-2,高于PH97-4。籽粒GS活性在籽粒发育过程中总体呈下降趋势,籽粒蛋白质含量较高的品种,籽粒GS活性较高,反之,较低,PH82-2-2籽粒有较高的酶活性,PH97-4的酶活性较低,籽粒GS活性和蛋白质积累在两种营养水平下在花后21 d,相关显著。对于籽粒GDH活性,PH82-2-2和PH97-5表现趋势基本一致,而济南17和PH97-4表现基本一致,但和籽粒蛋白质积累相关不显著。功能叶片NR活性在开花期最高,高营养水平下起身期和开花期NR活性和籽粒蛋白质含量相关显著;营养水平高叶片GS活性高,品种间表现基本一致;GDH活性品种间表现不完全一致,叶片GS和GDH活性籽粒蛋白质含量相关不显著。     

不同形态氮素对春小麦苗期生理特性及氮代谢酶的影响

利用水培试验研究不同形态氮素对不同类型小麦苗期生理特性及氮代谢酶的影响。结果表明,混合氮对于促进小麦的生长速率、提高叶片叶绿素含量及硝酸还原酶活性的效果最好,硝态氮次之,铵态氮效果最差。硝态氮显著提高了小麦叶片中硝态氮的含量,而铵态氮则显著提高了谷氨酰胺合成酶的活性。不同形态氮素对不同类型小麦的生长速度、叶片叶绿素含量和谷氨酰胺合成酶活性的影响没有显著差异,而强筋型小麦的硝酸还原酶活性显著高于中筋高产型小麦。     

棉花子叶衰老过程中氮素的再利用

 以陆地棉早熟品种中棉所58和中熟品种邯郸109为材料,研究子叶衰老过程中氮素的再利用率（NRE）及氮代谢相关指标的变化。结果表明：子叶衰老过程中,单位面积总N含量（NPA）逐渐降低,中棉所58 NRE为69.26%,邯郸109为54.45%;叶绿素、可溶性蛋白质含量和硝酸还原酶（NR）活性先上升后降低,NR最先降低,中棉所58和邯郸109分别在9 d、14 d开始下降;中棉所58各指标比邯郸109早下降4～8 d。谷氨酸脱氢酶（GDH）活性先下降后上升,表明GDH可能是氮素再利用的关键酶。     

水氮互作下水稻氮代谢关键酶活性与氮素利用的关系

以杂交稻冈优527为材料,设“淹水灌溉”(W₁)、“前期湿润灌溉+孕穗期浅水灌溉+抽穗至成熟期干湿交替灌溉”(W₂)和“旱种”(W₃)3种灌水及不同的施氮量处理,研究对水稻氮代谢酶活性及氮素吸收利用的影响,并探讨各生育期水稻氮代谢酶活性与氮素吸收利用及产量间的关系。结果表明,水与氮对水稻各生育期氮代谢酶活性及氮素吸收利用有显著互作作用,W₂相对于其他灌水处理有助于拔节至抽穗期水稻吸氮量的增加,提高氮素干物质生产效率及稻谷生产效率,而且与施氮量为180 kg hm^-2 耦合能达到提高氮代谢酶活性、增产、提高氮肥利用效率的目的,为本试验最佳的水氮耦合运筹模式;施氮量达270 kg hm^-2 时水氮互作优势减弱,不利于3种灌水方式下硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性的提高,还会导致产量及氮效率的下降。相关分析表明,水氮互作下各氮代谢酶活性与氮素利用特征及产量间存在显著或极显著的相关性,据此可将各生育期功能叶GS活性作为准确判断水稻各生育期氮素积累量的指标;并可将抽穗期剑叶中NR、GS、GOGAT及内肽酶(EP)活性作为综合评价水稻产量及氮效率的指标。     

长期施肥对夏玉米叶片氮代谢关键酶活性的影响

以“国家褐潮土土壤肥力与肥料效益长期监测基地”的大田肥料长期试验为平台,研究了长期施肥对夏玉米叶片中硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH）活性的影响。结果表明,长期N、P、K化肥配合（NPK处理）以及N、P、K化肥与有机肥或秸秆配合施用（NPKM与NPKS处理）,叶片氮代谢酶（NR、GS、GOGAT和GDH）在籽粒灌浆时期均具有较高的活性,有利于玉米籽粒产量的形成;长期N、P、K化肥非平衡施肥的处理（NP、N、NK、PK处理）以及不施肥的CK,叶片氮代谢酶活性变化差异较大,且活性高峰期和籽粒灌浆关键期时间不一致,植株整体生产能力较弱,玉米籽粒产量较低。不同的酶对籽粒产量的贡献不同,因而系统研究长期定位配比施肥处理下玉米叶片的氮代谢酶活性具有重要的意义。     

氮素形态对甜菜氮糖代谢关键酶活性及相关产物的影响

用营养液培养的方法, 以甜研7号为试验材料, 研究了同一氮素水平不同氮素形态比例对甜菜氮、糖代谢关键酶: 硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖合成酶(SS)活性及相关产物的影响. 结果表明叶片中NR活性随NO-3比例增加而增加; 根和叶片中GS活性, 当NH+4小于NO-3时, 随NH+4比例增大而增加, 当NO-3∶NH+4为1∶     

不同氮素水平对甜菜氮代谢酶和可溶性蛋白含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和氮素同化关键酶的关系,以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片、块根中可溶性蛋白含量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响。结果表明：叶片中,硝酸还原酶的活性随着施氮水平的提高而增加,但是超过 200 kg/hm²酶活性下降;块根中硝酸还原酶活性在0~120 kg/hm²随着施氮量增加而上升,超过 160 kg/hm²酶活力下降。叶片、块根中,整个生育期施氮肥处理增加了谷氨酰胺合成酶活性。试验中发现施氮量和生育期早期的叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性呈显著正相关。施氮量和甜菜叶片可溶性蛋白含量在7月15日和9月15日呈显著正相关;在生育期内,氮素水平和块根中的可溶性蛋白含量呈极显著正相关。     

长期定位施肥对夏玉米氮代谢的影响

基于 30年的长期定位试验, 研究了长期定位施肥对夏玉米氮代谢的影响。随施肥量增加,氮代谢旺盛,吐丝后穗位叶NR活性高,其中M2N2处理NR活性平均比对照提高了4.0%,其次是M2N1、N2PK、M1N2,分别比对照提高了3.7%、3.4%、3.1%。穗位叶的游离氨基酸和蛋白质含量也表现为与NR活性类似的趋势。M2N2处理游离氨基酸和蛋白质含量与对照比较差异显著。分别比对照提高了19.6%和22.2%。其次M2N1、N2PK、M1N2处理。游离氨基酸含量分别比对照提高了17.9%、16.7%、和15.4%。蛋白质含量分别比对照提高了18.5%、18.4%和17.9%。有机肥氮肥配施处理,穗位叶NR活性在籽粒形成期间维持高活性时间长,穗位叶中的可溶性蛋白含量高。氮磷钾肥配施处理穗位叶NR活性、可溶性蛋白含量显著高于氮磷、氮钾处理。     

转Bt基因棉新棉33B叶片氮素代谢特征及其化学调控潜力

新棉33B 在开花期间 ,叶片硝酸还原酶活性呈现递减趋势 ,蛋白酶活性和叶蛋白含量呈增加趋势 ,全氮、氨基酸含量与硝酸还原酶活性呈正相关。蕾期至盛花期毒蛋白含量呈马鞍形变化。缩节安系统化控处理使功能叶片硝酸还原酶、蛋白酶的活性、叶片蛋白含量、氨基酸和全氮的含量以及叶片毒蛋白的含量均有提高 ,最终提高单株结铃数和单铃重     

移栽Bt棉的生长发育及其碳氮代谢研究

2002-2003年在江苏高肥力棉田,移栽条件下对9个Bt基因棉花品种(系)的生长发育特点及其碳氮代谢特征进行了研究。结果表明,中棉所29等3个杂交种在整个生长期表现为棉株高增长快,叶面积增长量大,现蕾和成铃强度大,生殖器官干物重也高,叶片全氮、可溶性糖含量高,NR、GPT、Rubisco、Sucroase活性高,表现为生长发育两旺,常规Bt棉GK19和新棉33B盛花前株高、叶面积生长快,现蕾强度大,叶片全氮含量高、NR、GPT活性高,表现为前期生长旺盛;新洋822和苏抗103结铃盛期后叶面积生长快,现蕾和成铃强度大,碳氮代谢强,表现为后期生育旺盛;sGK321和鲁棉研16整个生育期氮代谢强度大,但可溶性糖含量低、Rubisco、Sucroase等活性小,营养生长快,生殖生长弱,表现为营养生长过旺。     

两个杂交水稻组合生育后期叶片中氮代谢的比较研究

本试验以硝酸还原酶（ＮＲ）活性，谷丙转氨酶（ＧＰＴ）活性等为指标，选用威优３５（Ｖ３５）和威优４９（Ｖ４９）为材料，研究了两个杂交水稻组合之间叶片中氮代谢的差异及赤霉酸（ＧＡ３）的影响。结果表明，Ｖ３５叶片中ＮＲ活性在乳熟中期以前高于Ｖ４９，乳熟中期以后则相反；两组合的可溶性蛋白质含量也存在较大的差异，始穗后１４天内的差异更大；两组合的ＧＰＴ活性差异不大，但均为始穗后１４天内高于１４天后。ＧＡ３使     

乙矮合剂对不同密度夏玉米花粒期叶片氮素同化与早衰的影响

为探讨乙矮合剂调控夏玉米氮素同化和防止后期早衰的生理机制,为建立华北夏玉米区密植高产稳产化学调控技术提供理论依据,2013—2014年在中国农业科学院新乡试验站,以中单909和浚单20为材料,设置乙矮合剂(ECK)和密度梯度处理,研究密度梯度对花后玉米穗位叶氮同化特征和早衰的影响,以及ECK的化学调控效应。结果表明,灌浆期(花后0~40 d),穗位叶硝酸还原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性随密度增加而显著下降;灌浆后期(花后30~40 d),谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性随种植密度增加而显著降低。穗位叶叶绿素相对含量、可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量在灌浆中后期(花后20~40 d)随种植密度增加而显著降低;两品种产量在7.5万株hm–2密度达最大值,7.5~10.5万株hm–2密度群体产量下降,高密群体易发生早衰。ECK处理显著提高了各密度群体灌浆中后期(花后20~40 d)穗位叶NR活性、GS活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量和叶绿素含量;显著提高了高密群体(7.5~10.5万株hm–2)GOT活性和GPT活性;较高密群体下(7.5~10.5万株hm–2),中单909和浚单20较各自对照的增产幅度分别为5.59%~6.63%和6.73%~8.10%。ECK处理提高了高密群体夏玉米穗位叶片氮代谢关键酶活性及其产物含量,保证密植群体氮代谢正常进行,有效防止早衰及提高产量。综上所述,采用合理的种植密度并结合喷施乙矮合剂可作为华北夏玉米区高产栽培的重要技术措施。     

牡丹花芽休眠解除进程中碳氮比的变化与低温处理时间的关系

以牡丹‘鲁荷红’花芽为材料,对不同低温处理的牡丹花芽的4种营养物质的含量进行测定,同时测定淀粉水解酶和谷氨酰胺合成酶的活性。目的是探索其变化趋势与牡丹休眠解除的相关性。试验结果表明,在牡丹花芽休眠解除过程中,淀粉、可溶性糖与可溶性蛋白质均有不同程度的增加;但是基本打破休眠时,即低温15天时可溶性蛋白含量有所降低,打破休眠后,又恢复含量;而游离氨基酸的量变化不明显,整个过程趋于稳定。其花芽的总体碳氮比,在未感受低温时,比值较低,感受低温后的花芽其总体的碳氮比持续处于较高的水平,并趋于稳定。在牡丹花芽休眠解除过程中,淀粉水解酶活性持续缓慢升高,可溶性糖含量升高,碳水化合物积累,是碳氮比升高的重要原因。谷氨酰胺合成酶活性呈现先升高后下降的趋势, 在感受低温15天时达到最高值。     

涝渍对Bt棉棉蕾杀虫蛋白表达含量及氮代谢影响

以Bt棉常规种泗抗1号和杂交种泗抗3号为材料,于盛蕾期设计不同程度涝渍(土壤持水量为最大持水量的90%、100%,渍水2 cm)胁迫4 d以及土壤持水量为最大持水量90%逆境下持续胁迫24~120 h的试验,探讨棉蕾中Bt杀虫蛋白表达量变化及相关氮代谢生理机制。结果表明,土壤不同涝渍程度影响棉蕾Bt蛋白含量。土壤持水量为最大持水量的90%、100%和渍水2 cm处理胁迫后,常规种泗抗1号棉蕾中Bt蛋白含量分别下降36.5%、42.1%和51.4%,杂交种泗抗3号分别下降19.2%、57.2%和64.5%。90%的土壤持水量持续胁迫96 h使棉蕾Bt蛋白含量开始显著下降,泗抗1号和泗抗3号分别下降20.8%和17.6%。随着胁迫时间延长下降幅度增大。不同涝渍程度或水渍持续胁迫条件下,棉蕾中可溶性蛋白含量,硝酸还原酶(NR)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性下降,游离性氨基酸含量,肽酶、蛋白酶活性增加。说明涝渍逆境下,棉蕾中蛋白质合成能力下降、分解能力增强,引起可溶性蛋白包括Bt杀虫蛋白含量下降,导致棉蕾抗虫性下降。     

磷对小麦旗叶氮代谢有关酶活性和籽粒蛋白质含量的影响

选用中筋品种鲁麦22和强筋品种济南17在大田条件下研究了不同磷素水平（P₀,不施磷;P₁,每公顷施P₂O₅ 105 kg;P₂,每公顷施P₂O₅ 210 kg）对小麦旗叶氮代谢有关酶活性、籽粒蛋白质积累和蛋白质组分含量的影响。结果表明,磷提高了灌浆前期和中期小麦旗叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）的活性,以及灌浆中期旗叶内肽酶（EP）的活性,其中对济南17的促进作用大于鲁麦22,而同一品种的P₁和P₂之间无显著差异;施磷亦提高了开花后14 d之前旗叶可溶性蛋白质含量和7 d之前游离氨基酸含量,与P₀相比,P₁有利于旗叶灌浆前期游离氨基酸的积累以及灌浆期间向籽粒的再分配,而过高的磷素水平（P₂）对于灌浆后期旗叶游离氨基酸向籽粒再分配的影响较小;磷对籽粒蛋白质合成积累的促进作用在灌浆前期较大,后期较小,表现为前期施磷处理籽粒蛋白质含量显著高于P₀,随着灌浆进程,差异逐渐缩小,最终2个品种P₁处理成熟籽粒中蛋白质含量最高;不同磷素水平对2个小麦品种蛋白质组分的影响不一,对于2个小麦品种籽粒中清蛋白和球蛋白含量之和P₁与P₀无显著差异,而P₁水平下籽粒谷蛋白和醇溶蛋白含量显著在鲁麦22中提高,在济南17中提高幅度较小,说明P₁水平对改善小麦的营养品质意义不大,但能够改善其加工品质;P₂水平下,济南17的加工品质有变劣的趋势。磷对小麦籽粒蛋白质各组分含量影响的复杂性要求在生产中,应针对不同品质类型小麦品种制定不同的优化栽培措施。     

糜子绿豆带状种植下糜子的氮素积累、代谢及产量变化

禾豆间作是一种高效的生态种植模式,为明确糜子-绿豆合理间套作种植模式下糜子对养分高效利用的机制,于2017—2018年在榆林小杂粮综合试验示范站,以单作糜子(SP)为对照,设糜子(P)-绿豆(M)4种间作模式[2∶2(2P2M)、4∶2 (4P2M)、4∶4 (4P4M)、2∶4 (2P4M)],分析糜子开花期和成熟期不同器官干物质积累、氮素含量及植株氮积累量,以期探讨叶片和根系氮素代谢的变化规律,进一步挖掘不同间作模式对糜子产量及其构成因素的调控效应。结果表明,糜子-绿豆间作可显著增加糜子开花期根系、茎秆、叶片和鞘的氮素含量,使成熟期穗的氮含量比单作增加10.9%～15.9%;间作有利于促进糜子器官的生长发育,与单作相比,间作模式下糜子成熟期干物质积累量两年试验平均提高11.6%～32.1%,植株氮素积累量增加12.8%～36.9%,其中糜子叶片和茎秆的氮素转运量分别比单作增加51.7%～78.9%和24.1%～55.6%,叶片对于穗的氮素贡献率增加40.6%～66.9%。糜子-绿豆间作模式可显著调节糜子旗叶和根系的氮素代谢,硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合酶活性、可溶性蛋白含量及游离氨基酸含量均有不同程度的增加,2P4M处理下达到最大值。植株生理代谢、氮素营养的合理调控显著改善了糜子产量及其构成因素,产量表现为2P4M4P4M2P2M4P2MSP。综上所述,糜子-绿豆间作模式可促进糜子生育后期的氮素积累、转运及氮素代谢,延缓了植株的衰老,提高糜子产量,表现出明显的间作优势。本试验条件下,2P4M是陕北地区糜子-绿豆最佳的间作配比。