氮、锌肥配施对小麦根系氮、锌含量和氮、锌代谢相关酶活性的影响

以豫麦66(根系较发达型)和豫麦49-198(根系欠发达型)为供试材料,在3个供氮水平[0(N1)、120(N2)、240(N3)kg/hm~2]和3个供锌水平[0(Zn1)、15(Zn2)、30(Zn3)kg/hm~2]下,通过盆栽试验分析不同氮、锌肥配施对不同类型小麦根系氮、锌含量和氮、锌代谢相关酶活性的影响,以筛选出适宜豫西旱地小麦栽培的最佳氮、锌肥组合。结果表明,适当增施氮、锌肥可提高小麦根系全氮含量、锌含量、硝酸还原酶活性、谷氨酸合成酶活性、色氨酸合成酶活性和植酸酶活性,且这些指标总体上均随着生育进程的推进呈先升高后降低的趋势。对于豫麦66,N2Zn2处理根中全氮含量在拔节期及之前高于其他处理,拔节期之后根中全氮含量开始下降;除拔节期、灌浆期外,其余时期根中锌含量均以N2Zn3处理最高,N2Zn2处理次之;根系硝酸还原酶活性以N2Zn2处理最高,越冬期—挑旗期,较N1Zn1处理显著提高18.8%～70.7%;根系谷氨酸合成酶、植酸酶活性均以N2Zn2处理最高,谷氨酸合成酶活性较N1Zn1处理显著提高0.8～2.4倍,植酸酶活性较其他处理提高16.7%～50.0%;根系色氨酸合成酶活性总体以N2Zn3处理最高,N2Zn2处理次之。对于豫麦49-198,根中全氮含量总体以N2Zn2处理最高,较N1Zn1处理显著提高34.9%～87.7%;分蘖期、越冬期、拔节期、挑旗期根中锌含量均以N3Zn3处理最高,其余时期总体以N2Zn2处理最高;越冬期—挑旗期,根系硝酸还原酶活性以N2Zn2处理最高;根系谷氨酸合成酶活性总体以N2Zn2处理最高,较最低的N1Zn1处理显著提高41.8%～200.0%;根系色氨酸合成酶活性总体以N2Zn3处理最高,N1Zn1、N2Zn2、N3Zn3处理较高;根系植酸酶活性以N2Zn2处理最高。综合分析可知,本试验条件下,N2Zn2为最佳氮、锌肥组合。     

CO2施肥对黄瓜幼苗根系发育及氮代谢酶活性的影响

以砂培黄瓜为试材,研究了不同CO2施肥处理对幼苗根系生育和氮代谢相关酶活性的影响。结果表明,增加环境CO2浓度和延长CO2施肥时间均明显促进了黄瓜幼苗根系的发育,CO2施肥黄瓜的主根长度、总根长度、根系鲜重、根系分枝、根系活力及其吸收面积均有不同程度的增加;根系硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性增强。除氮代谢酶活性外,每天上、下午各以950±50 mmol.L-1CO2施肥3 h的效果大于仅在上午施肥。     

施钼对冬小麦钼高、低效品种氮代谢的影响

采用改良霍格兰营养液试验,研究施钼处理对冬小麦钼高、低效品种氮代谢的影响,并对冬小麦钼高、低效品种对钼的响应差异进行分析。结果表明,施钼处理后冬小麦地上部和地下部硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性提高,硝态氮的含量显著降低,代谢产物铵态氮含量、游离氨基酸总量、可溶性蛋白含量增加。施钼处理对冬小麦氮代谢具有促进作用。施钼处理对冬小麦钼高、低效品种氮代谢影响差异的原因在于2个冬小麦品种的基因型不同。与冬小麦钼高效品种相比,冬小麦钼低效品种施钼处理后硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性以及地上部硝态氮、游离氨基酸、蛋白质、地下部游离氨基酸含量的变化幅度更大。     

不同氮效率基因型玉米物质积累及氮代谢相关酶活性的差异

[目的]研究在不同氮素水平条件下,不同氮效率玉米品种的物质积累及氮代谢相关酶活性的差异。[方法]采用水培方式,选用氮高效玉米品种郑单958和氮低效玉米品种鑫鑫1号为供试品种,设置5个施氮浓度(N_1~N_5),分别为0.04、0.80、2.00、4.00和8.00 mmol/L,揭示不同品种氮效率差异的生理机制。[结果]随着施氮量增加,玉米幼苗的干物质积累不断升高,叶面积、总根长、根表面积和根体积逐渐增加,当施氮量为4.00 mmol/L(N_4)时,以上指标达到最大。2个品种相比,氮高效品种郑单958效果好于鑫鑫1号。施氮量为8.00 mmol/L(N_5)时株高最高。随着施氮量增加,硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性逐渐升高,但N_3、N_4和N_5这3个处理相同品种的酶活性增加幅度较小。谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性先上升后下降,N_3处理时,2个品种活性最高。[结论]氮高效品种郑单958在不同的氮水平下有较高的氮代谢酶活性,这有利于氮肥的转化吸收和利用,从而有利于植株生长和物质积累。     

丛枝菌根真菌对灌浆前期玉米子粒氮代谢及产量和品质的影响

选用有代表性的摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,FM)和地表球囊霉(Glomus versiforme,GV) 2种真菌进行玉米盆栽试验,比较了接种不同丛枝菌根真菌对玉米灌浆前期子粒氮同化酶活性、根系特性以及子粒产量和品质的影响。结果表明,接种FM和GV后玉米子粒产量、植株地上部和根系生物量及其氮素累积量均比对照显著增加,灌浆期子粒硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶活性增强,玉米根长、根表面积和根体积均显著增加,根系直径显著降低,子粒粗蛋白和粗脂肪含量增加;其中接种GV处理的玉米产量显著高于FM。本研究证实,不同丛枝菌根真菌可以通过改善玉米根系性状,提高灌浆期氮代谢酶活性,进而增加玉米子粒产量,改善子粒品质。     

不同氮效率水稻的生长特性

以氮高效水稻4007和氮低效水稻Elio为材料,在水培条件下设置高(5.72 mmol·L-1)、低(1.43 mmol·L-1)2个供氮处理,研究2个水稻品种的籽粒产量及不同生育期的干物重、吸氮量和根系形态以及功能叶片硝酸还原酶活性(NRA)、功能叶片和根系谷氨酰胺合成酶活性(GSA)的差异.结果表明:2个处理4007的籽粒产量均高于Elio.在分蘖期,Elio的地上、下部生物量及氮积累量均大于4007,至拔节期两者差距减小,齐穗期Elio的地上部氮积累量只有4007的86.4%,且差异显著.高氮条件下,在分蘖期4007的根系特征参数显著低于Elio,而在拔节期两品种却没有显著差异,在齐穗期4007的总根长、根表面积和根尖数已经显著高于Elio.高氮处理的叶片NRA、叶片和根系GSA均显著高于低氮处理;在拔节期和齐穗期,Elio叶片NRA极显著下降,而4007叶片则保持NRA的稳定;在齐穗期4007的GSA显著高于Elio.     

不同促根剂对烟苗根系发育和氮代谢的影响

研究不同促根剂对移栽后烟苗生长、根系发育和根系氮代谢的影响,确定利于烟苗生长和根系发育的促根剂。以烤烟品种云烟87为试验材料,采用盆栽试验,设置对照、黄腐酸钾、生物炭、高碳基肥4个处理,分析不同促根剂对移栽后烟苗和根系的生长发育、根系氮代谢相关酶的影响,通过实时定量PCR研究不同促根剂处理下烤烟根系氮代谢相关基因的表达模式。比较分析不同促根剂的烟苗长势、根系参数和活力发现,生物炭的促苗生根效果最好,高碳基肥次之,黄腐酸钾效果最差;测定根系中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、亚硝酸还原酶(NiR)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,4种酶活性排序为生物炭>高碳基肥>黄腐酸钾>对照。根系氮代谢相关基因表达模式的分析表明,NR、GS、NIR3这3个基因的表达模式与上述的表型和氮代谢酶活性变化趋势相同;根系氮代谢关键酶活性与相应基因表达量的相关性分析表明,NR、GS、NIR3这3个基因分别是调控NR活性、GS活性和NiR活性的关键基因,这些基因的表达水平与对应酶活性存在正相关性。生物炭对促进移栽后烟苗的生长发育效果最好,高碳基肥效果次之,NR、GS、NIR3是调控根系氮...     

不同基因型水稻籽粒蛋白质含量差异的研究Ⅰ.两个常规早稻品种籽粒蛋白质含量差异

采用水培试验研究了正常氮和低氮水平下两个早稻常规品种氮素营养特性的差异。结果表明：高蛋白基因型湘早籼24号在两种氮水平下其根系活性吸收面积，α－萘胺氧化力，叶、茎鞘、籽粒的全氮、蛋白氮含量与功能叶的硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性明显高于低蛋白基因型中优早81号，合理增施氮肥有利于提高根系吸收能力、氮素的吸收和同化能力及籽粒蛋白质含量。     

冬小麦不同基因型氮素利用效率的差异及机理分析

在过去几年工作的基础上,根据当地常栽的10个冬小麦品种(陕253;陕229;小偃503;陕农78;陕225-47;小偃22;小偃128;小偃6号;西农1043;西农2208)的氮效率类型划分,从中选择氮高效高响型(小偃22)和低效低响型(小偃6号)2个冬小麦基因型,在高、中、低3个不同施氮水平下通过田间小区试验进一步研究其氮效率差异,并通过测定关键生育期叶片叶绿素含量、硝酸还原酶、光合作用日变化等生理代谢指标探讨了产生这种差异的作用机理,以便为进一步选育氮高效作物品种提供理论依据。结果表明,在不同施氮水平下,小偃22的氮素利用效率均高于小偃6号,施氮提高了其氮素利用效率。同时,比较了引起2个小麦基因型氮素利用效率差异的机理,发现氮高效基因型在拔节期的硝酸还原酶活性、叶绿素含量和光合速率均高于氮低效型。     

不同纳米氧化铁对小麦幼苗生理特性的影响

【目的】为探究不同纳米氧化铁(α-Fe_2O_3、γ-Fe_2O_3、Fe_3O_4)和离子铁(Fe~(2+)、Fe~(3+))对小麦幼苗生长的影响。【方法】以小麦品种新麦18号为试验材料,使用不同纳米氧化铁和离子铁对小麦幼苗进行水培处理后,对小麦幼苗的抗氧化体系、叶绿素、根系活力等进行检测。【结果】与对照相比,纳米氧化铁和离子铁处理下的小麦的Fe含量均显著升高,小麦的叶绿素和花青素未发生显著变化。纳米Fe_3O_4处理下叶中SOD酶、可溶性蛋白和可溶性糖均升高;Fe~(2+)处理下的小麦的根和叶中MDA、叶中SOD酶、叶中POD酶、根中CAT酶活性、叶中可溶性蛋白和根中可溶性糖均显著升高;Fe~(3+)处理下的小麦的根长显著减少,根系活力、根和叶中MDA、根中CAT酶活性、叶中POD酶活性、根和叶中可溶性糖均显著升高。【结论】同浓度处理下,纳米材料展现了比离子更小的生物毒性和更高的生物有效性。为纳米氧化铁作为铁肥在农业上使用这一思路提供了一定的理论依据和数据基础。     

亚低温下不同外源氮对山定子根系氮代谢活性的影响

试验以山定子(Malus baccata Borkh.)实生苗为试验材料,研究根域亚低温下不同外源氮(NO3-和NH4+)对山定子根系活力、根系氮代谢关键酶活性以及根系抗氧化酶活性的影响。结果表明,亚低温条件下,添加外源氮可在一定时间内提高山定子的根系活力;提高了山定子根系硝酸还原酶(NR)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性,但降低了谷氨酰胺合成酶(GS)活性,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性整体呈上升趋势。不同氮源对山定子根系氮代谢酶活性影响不同,NH4+处理的山定子根系GS活性和GDH活性高于NO3-处理。亚低温条件下,添加外源氮提高了根系过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了超氧化物歧化酶(SOD)活性。因此,施加外源氮可缓解根域亚低温对植株生长的伤害。同时研究表明,两种外源氮对山定子根系响应亚低温具有不同的影响,为苹果生产中合理施用氮肥提供了理论基础。     

小麦亲本及其杂交后代苗期氮代谢相关指标的遗传与表达差异

【目的】分析小麦氮代谢相关指标的遗传与表达差异,为选育小麦氮高效品种提供理论依据。【方法】选用6个不同氮效率小麦品种及其组配的3个杂交组合,采用霍格兰营养液进行苗期试验,设置3个氮水平：低氮（LN）、正常供氮（CK）、高氮（HN）,分别为0.2、4和8 mmol•L-1,在3个氮水平下对小麦苗期形态、氮代谢相关酶、氮含量和氮素积累量进行遗传分析,同时探讨了根叶的氮代谢相关基因的表达量差异。【结果】根长和根鲜重在低氮水平下明显高于正常供氮,杂种优势表现为负向。苗高和苗鲜重随着氮水平的增加呈抛物线增长趋势,杂种优势表现为超中亲甚至超高亲。根长随氮水平增加先大幅降低后趋于平缓,而苗高则先大幅下降后趋于平缓。根苗鲜重变化规律与根长和苗高一致。根含氮量随着氮水平增加呈上升趋势,而叶片含氮量和氮素积累量则先大幅升高后小幅下降,高氮水平下根叶含氮量杂种优势显著。硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性均随着氮水平升高而升高,硝酸还原酶活性的杂种优势均为负向,而谷氨酰胺合成酶活性表现为正向杂种优势。硝酸还原酶活性的杂种优势变化与根系性状基本一致,谷氨酰胺合成酶活性杂种优势与地上部幼苗性状基本一致。根系硝酸转运蛋白的3个基因的表达量趋势一致,均随着氮水平升高呈先大幅下降后趋于平缓,且杂种优势整体表现为正向。叶片NRT1.1和GS1c的表达量均随着氮水平增加呈先大幅上升后小幅下降趋势,杂种优势整体表现为正向。小麦根系与叶片NRT1.1的表达变化趋势不一致,根系NRT1.1的表达量在氮胁迫时大幅升高,而叶片NRT1.1的表达量在氮胁迫时大幅下降。综合所测15项指标结果显示,在低氮水平下低氮高效品种YM35和高氮水平下高氮高效品种DK138多数指标较高。组合YM35×DK138是由低氮高效品种和高氮高效品种杂交而成,该组合在低氮水平15项指标中有10项指标较高,且在正常供氮和高氮水平下有6项和5项指标较高。【结论】与氮素吸收密切相关的根系指标随着氮水平增加先大幅下降后趋于平缓。与氮素利用相关的指标和基因表达随着氮水平增加先大幅增加后趋于平缓。3个组合在不同氮水平下大多数指标表现为正向杂种优势。以低氮高效和高氮高效品种作亲本组配利于在低氮环境下对优良后代的选择,以氮高效品种作亲本有利于后代在正常供氮时的生长。     

氮素用量对水稻籽粒谷氨酰胺合成酶活性及产量的影响

以东农423、东农425、松粳6号和松粳9号4个水稻品种为试验材料,研究了不同氮素处理对水稻籽粒谷氨酰胺合成酶活性及产量的影响。结果表明,籽粒谷氨酰胺合成酶活性在抽穗后呈下降趋势,适量施氮对谷氨酰胺合成酶活性有明显的促进作用;对4个品种来说,东农425和松粳9号以N150处理下有较高的酶活性,东农423和松粳6号则以N100处理为最佳;在一定范围内,籽粒产量随施氮量的增加而增加,对东农423、东农425和松粳6号而言,N150是保证高产最佳施肥量;松粳9号以N200处理为最佳。籽粒谷氨酰胺合成酶活性与籽粒产量呈正相关关系,其中抽穗后7,35d酶活性与产量呈极显著正相关。     

不同氮效率玉米叶片酶指标对供氮水平的响应

通过水培方法,选用不同玉米品种(吉单27、郑单958、良玉88、吉单50、良玉66、四单19),在四个供氮水平(0.04、0.4、2、4毫摩尔/升)下,研究玉米苗期叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶的活性与供氮水平的相关性。结果表明,可将不同玉米品种硝酸还原酶活性对供氮水平的响应规律作为筛选氮高效玉米品种的指标,而谷氨酰胺合成酶活性对供氮水平的响应规律还需做进一步研究。     

淹水条件下籼稻与粳稻苗期生长及氮素吸收同化差异比较

通过淹水土培试验比较了常规籼稻(扬稻6号)和常规粳稻(农垦57)苗期生长和氮素吸收同化的差异.结果表明,籼稻在苗期鲜重和干重均显著高于粳稻,主要表现为根干重和鲜重的差异,而且籼稻根冠比显著大于粳稻的.2个品种水稻氮积累量均随生育期延长而增加,而氮素利用率随时间延长而下降.其中籼稻的氮积累量和氮利用率均显著高于粳稻的.籼稻和粳稻叶片谷氨酰胺合成酶活性(GSA)和硝酸还原酶活性(NRA)均显著高于根的GSA和NRA,籼稻叶片的GSA和NRA均显著高于粳稻的,而籼稻根的GSA和NRA与粳稻的无差异.     

淹水条件下籼稻与粳稻苗期生长及氮素吸收同化差异比较

通过淹水土培试验比较了常规籼稻(扬稻6号)和常规粳稻(农垦57)苗期生长和氮素吸收同化的差异.结果表明,籼稻在苗期鲜重和干重均显著高于粳稻,主要表现为根干重和鲜重的差异,而且籼稻根冠比显著大于粳稻的.2个品种水稻氮积累量均随生育期延长而增加,而氮素利用率随时间延长而下降.其中籼稻的氮积累量和氮利用率均显著高于粳稻的.籼稻和粳稻叶片谷氨酰胺合成酶活性(GSA)和硝酸还原酶活性(NRA)均显著高于根的GSA和NRA,籼稻叶片的GSA和NRA均显著高于粳稻的,而籼稻根的GSA和NRA与粳稻的无差异.     

重金属离子Cu~(2+)和Zn~(2+)胁迫对早熟禾润草1号生理特性的影响

采用盆栽方法研究了不同浓度Cu~(2+)、Zn~(2+)胁迫对早熟禾(Poa pratensis L.)品种润草1号(P.pratensis cv.Runcao No.1)生理特性的影响。通过检测润草1号叶片的叶绿素、脯氨酸含量和细胞膜透性,以及根系活力的变化,发现低浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)刺激了润草1号的生长,提高了叶片的叶绿素含量以及根系活力;但高浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)能够导致润草1号叶片的叶绿素含量、根系活力不同程度地下降。     

甘蔗内生固氮菌液浸种对甘蔗生长前期氮代谢相关酶活性的影响

为研究甘蔗内生固氮菌液浸种对甘蔗生长前期氮代谢相关酶活性的影响,分别用从甘蔗品种桂糖28号、新台糖22号、B8中分离获得的3种内生固氮菌及其混合液对甘蔗浸种处理,并测定与氮代谢相关酶活性指标。结果表明,接种甘蔗内生固氮菌对甘蔗叶片硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性具有普遍而明显的促进作用,而对谷草转氨酶与谷丙转氨酶的影响则因甘蔗品种差异表现出不同效果;巴西品种B8的谷草转氨酶与谷丙转氨酶活性显著提高,但固氮菌对本地品种桂糖28号和新台糖22号的谷草转氨酶与谷丙转氨酶活性影响不大。     

不同氮效率玉米基因型苗期对光和氮响应的研究

对氮效率表现差异显著的3个玉米自交系幼苗采用不同光强和氮浓度处理,比较根冠比、生物产量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的响应差异.结果表明:不同氮效率自交系对不同氮浓度与光照强度处理的响应存在显著差异;氮低效材料在低光低氮条件下的生物产量表现比氮高效材料好,在高光高氮条件下时生物产量表现比氮高效差;氮高效材料随着氮浓度增加比氮低效材料更能保持根的发达性,发达的根系是氮高效的保证.不同氮效率自交系生物产量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶光氮最佳耦合点的值不同,氮低效自交系出现光氮最佳耦合点时所需要的氮浓度(或光强)要比氮高效自交系低.因此,玉米基因型氮效率的发挥不但需要适宜的供氮水平,还需要合适的光照强度.     

不同基因型玉米某些氮代谢生理指标的差异研究

通过盆栽试验,在施氮(N )和不施氮(N-)条件下,对不同基因型玉米穗位叶的叶绿素含量、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性等生理指标进行了分析.结果表明,不同基因型材料的3项生理指标存在显著或极显著差异.在供试材料中,许178的叶绿素含量、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性均最高,黄C最低,尤其在灌浆期比开花期表现更明显;增施氮肥可明显提高3项生理指标,但不同材料增幅不一,材料2(L2)对氮胁迫敏感,增施氮肥可明显提高其硝酸还原酶活性,而许178对氮胁迫不敏感,低氮条件下仍是氮高效利用自交系,为农大108成为氮高效品种提供了遗传基础.