淹水胁迫下不同玉米品种根结构及呼吸代谢差异

【目的】研究不同玉米品种幼苗根显微结构及呼吸代谢对淹水胁迫的响应差异。【方法】以耐涝性不同的玉米品种浚单20（耐涝性强）和登海662（耐涝性弱）为试材,设CK、淹水2、4、6、8 d共5个处理,比较淹水胁迫下不同玉米品种苗期根结构及呼吸代谢差异。【结果】淹水后,两品种幼苗的根干重、根总长度、根系活力均明显下降,随着淹水天数增加,下降幅度增大,两品种间表现为登海662各指标下降幅度显著高于浚单20。其中淹水8 d时,登海662和浚单20根干重分别比对照降低29.7%和12.1%,根系活力分别比对照降低30.6%和8.7%。淹水增加了两品种玉米根气腔面积和根孔积率,平均比对照增加3.9倍和2.8倍,且随着淹水时间延长而增大。淹水使玉米根系的乙醇脱氢酶（ADH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）和乳酸脱氢酶（LDH）活性比对照平均增加27.7%、55.0%和2.6倍,其中登海662的增加幅度大于浚单20,且差异显著。【结论】不同玉米品种根系对淹水胁迫的响应不同,耐涝品种具有完整根结构、较高的根系活力、大面积较发达的通气组织、适度的无氧呼吸代谢,因而能够更好地适应淹水胁迫,提高干物质生产能力。     

24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗碳水化合物代谢的影响

 【目的】探讨外源EBR（24-表油菜素内酯）对低氧胁迫下黄瓜（Cucumis sativus L.）幼苗碳水化合物代谢的影响。【方法】采用营养液水培法,以耐低氧能力较强的黄瓜品种‘绿霸春4号’和耐低氧能力较弱的品种‘中农8号’为材料,研究根际低氧胁迫下外源施用EBR对黄瓜幼苗碳水化合物含量及根系糖酵解代谢酶活性的影响。【结果】通气条件下正常栽培,EBR处理显著促进两黄瓜品种叶片和根系中可溶性总糖的积累,但对根系糖酵解代谢酶活性的影响较小;低氧胁迫下,耐低氧能力不同的两品种幼苗根系淀粉、葡萄糖含量及酸性转化酶、ATP依赖的磷酸果糖激酶活性的变化表现出明显的品种差异;低氧条件下,EBR处理进一步提高了两品种根系中蔗糖和果糖含量及主要的糖酵解代谢酶活性,对叶片中大部分碳水化合物含量均无显著影响。【结论】低氧胁迫下,外源EBR通过促进碳水化合物从叶片向根系的分配及根系糖酵解代谢酶活性的提高,增强黄瓜植株耐低氧胁迫的能力。     

锌对镉胁迫下水稻幼苗镉吸收转运及根系形态的影响

以湘晚籼12号为材料,采用水培试验,研究了0.4mmol/L锌对镉胁迫下水稻镉吸收转运及根系形态的影响。结果表明:镉胁迫下,水稻幼苗根系生长受到极显著抑制,根系鲜重、根系总长、根表面积、根体积明显下降,随胁迫浓度增加和处理时间延长,抑制程度加重;0.4mmol/L锌对镉胁迫有一定缓解作用,可不同程度减轻对水稻幼苗的毒害,促进根系各指标的增加,与不同程度镉胁迫处理相比,锌对水稻幼苗根系鲜重、根系总长、根表面积、根体积分别增加1.8%~38.8%、-0.04%~25.0%、-0.05%~29.9%、-0.06%~28.3%;Zn能减少镉胁迫下水稻对Cd的吸收积累量,在短期(3d)内,加Zn处理较10、20、50μmol/LCd胁迫处理,水稻幼苗总积累量分别减少28.4%、24.9%、8.3%,差异显著,但长期(6d、9d)情况下,降Cd处理效果不显著;加Zn处理极显著促进了胁迫情况下Cd向地上部运输,转运系数达0.21~0.28,较单纯Cd胁迫处理差异极显著,Cd在水稻幼苗体内的再分配差异显著。     

铝胁迫对水稻幼苗生理变化的影响

用AlCl3溶液(60mmol·L-1,pH4.5)分别处理两个水稻品种A(铝敏感型)和B(耐铝型)后,测定了作物地上与地下部生理指标的动态变化。结果表明,铝胁迫显著抑制了水稻幼苗根系的伸长和生长。观察还发现,水稻幼苗鲜重不会因继续培养而加大,而且正常生长的水稻幼苗的根冠比值会随着生长而逐渐变小,而铝胁迫下的水稻幼苗的根冠比值上升,可见芽的生长明显受到抑制。铝胁迫处理后第3d和9d,两个品种的地上部和根系中丙二醛、过氧化氢、脯氨酸含量均不同程度地增加。铝敏感品种A的丙二醛MDA)和过氧化氢(H2O2)比耐铝品种B增加明显;但品种B的脯氨酸比A品种的脯氨酸增加明显。处理9d后品种A比品种B的蛋白质含量降低明显。铝胁迫后,根系吸收总表面积和活跃表面积均下降。与对照相比,品种A第8d根系活跃吸收比表面积降低了40.88%,第10d降低了56.12%,而且品种A铝处理第6d呼吸速率达到高峰,增加了1.6倍,第10d较对照仅增加67.97%,但呼吸商增加,表明根系的有氧呼吸受明显抑制,同时,短期处理根系活力达到峰值,之后逐渐下降,最终导致根系失活。     

24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系抗氧化系统的影响

【目的】探讨外源EBR（24-表油菜素内酯）对低氧胁迫下黄瓜（Cucumis sativus L.）根系的生长和抗氧化系统的影响。【方法】采用营养液水培法,以抗低氧能力较强的黄瓜品种绿霸春4号和抗低氧能力较弱的品种中农8号为材料,研究根际低氧胁迫下外源施用EBR对黄瓜根系生长、ROS及抗氧化酶活性的影响。【结果】在低氧胁迫下,EBR处理显著促进了低氧胁迫下两品种黄瓜幼苗根系生长,提高了SOD、APX、GR活性及AsA、GSH含量,降低了O 、H2O2及MDA含量。【结论】外源EBR处理通过促进低氧胁迫下黄瓜幼苗根系中抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的提高,降低ROS含量,增强植株抗低氧胁迫的能力。     

水分胁迫下硅对水稻苗期根系生理生化性状的影响

【目的】分析施硅对水分胁迫下水稻苗期根系生理生化性状的影响,阐明施硅提高根系抗水分胁迫能力的机理。【方法】采用水培试验,以聚乙二醇（PEG-6000）模拟水分胁迫,以秀水11和巴西陆稻两个水稻品种为材料,研究施硅对根系相关生理生化指标的影响。【结果】施硅能够显著提高PEG诱导的水分胁迫下水稻根系的干物重和相对含水量,并抑制根系过度呼吸消耗。在处理第8天时,与单纯PEG处理相比,施硅使水分胁迫下的秀水11和巴西陆稻根系丙二醛（MDA）含量分别下降了23%和21%,相对电渗透率分别减少了39%和38%,增加了根系质膜的稳定性。施硅还抑制了活性氧的产生、增强了根系抗氧化能力,减缓了根系细胞中脱落酸（ABA）的快速降解。【结论】施硅能减轻水分亏缺所引起的水稻根系生理活性快速下降,从而增强苗期水稻根系对水分胁迫的抗性。     

铝毒和低磷胁迫对水稻幼苗生长·根系有机酸分泌的影响

[目的]为明确低磷、铝毒单独及复合胁迫下,不同水稻品种生理响应的差异。[方法]采用营养液培养试验,以秀水132(耐铝型)和甬优8号(铝敏感型)为材料,研究了各胁迫下幼苗干物质积累、光合能力和根系有机酸分泌量。[结果]低磷、铝毒胁迫下根系和地上部干重、叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降。低磷铝毒复合胁迫下幼苗干重及光合参数值均显著低于单一胁迫处理;酒石酸、苹果酸、柠檬酸和乙酸是根系各处理下分泌的主要有机酸。低磷、铝毒胁迫下根系乙酸、苹果酸和柠檬酸分泌量增加,复合胁迫时根系3种有机酸的分泌量高于单一胁迫处理。低磷、铝毒胁迫下水稻幼苗干重、光合能力及根系有机酸分泌存在显著的基因型差异。各胁迫下甬优8号植株干重和光合参数的下降幅度高于秀水132,而秀水132根系有机酸分泌量的增幅大于甬优8号。[结论]低磷铝毒复合胁迫引发水稻幼苗更严重的生理代谢抑制,以甬优8号表现更明显;复合胁迫下根系有机酸分泌量高于单一胁迫,以秀水132增幅更大。     

荧光假单胞菌对樱桃根系呼吸和幼苗生长的影响

【目的】合理利用土壤有益微生物改善土壤环境,有助于提高作物产量与品质。樱桃根系适应性普遍较差,对土壤理化和生物环境变化反应敏感。探讨土壤接种荧光假单胞菌等根际促生细菌对根系功能及幼苗生长的影响效应,可为樱桃园根际环境调控提供参考依据。【方法】以土壤灭菌的钵栽山樱幼苗为试材,测定根系呼吸代谢相关指标,研究根系呼吸等生理功能对定量接种荧光假单胞菌的响应特征。【结果】幼苗根系呼吸途径以糖酵解-三羧酸循环-细胞色素途径（EMP-TCA-COX）为主。接种处理结束后5 d时,幼苗根系总呼吸速率未发生显著改变;20-35 d时接种处理EMP途径以及TCA途径呼吸速率降低,从而导致总呼吸速率较对照分别降低了34.9%和30.9%,而在50 d时接种处理的EMP途径及TCA途径呼吸速率升高,使得根系总呼吸速率较对照显著提高了135.8%。接种荧光假单胞菌处理后5 d时显著提高了丙酮酸激酶（PK）、苹果酸脱氢酶（MDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）以及葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PDH）活性,降低了磷酸果糖激酶（PFK）活性。而接种处理后20 d时PK活性高于对照,PFK和G-6-PDH活性低于对照,其余根系呼吸途径相关酶活性与对照相比无显著差异。接种处理35 d时PFK活性较对照提高了127.0%,50 d时G-6-PDH活性升高至对照的2倍,其余酶活性与同期对照相比虽有差异但不显著。土壤接种荧光假单胞菌的幼苗叶片数增加了16.7%,茎粗增加了9.3%,说明接种处理促进了植株生长。【结论】灭菌条件下接种荧光假单胞菌影响山樱幼苗根系呼吸功能及生长,接种OD值为0.4的菌液（共6次）处理后20-35 d,引起了根系呼吸途径分配比例变化,部分相关酶活性发生改变,影响根系总呼吸速率,进而引起植株形态指标的改变。     

外源24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗氮代谢的影响

[目的]本文的目的是研究外源24-表油菜素内酯(EBR)对低氧胁迫植株氮代谢的影响。[方法]以低氧耐性较弱的‘中农6号’黄瓜品种为材料,采用营养液通N2形成低氧逆境的方法,深入探讨了EBR对低氧胁迫下植株叶片和根系中与氮代谢相关的酶活性的影响。[结果]低氧处理显著降低了植株叶片的总氮含量,EBR使胁迫植株叶片总氮积累恢复至对照水平。低氧处理后,硝态氮含量在叶片中增加而在根系中降低,铵态氮的变化趋势与硝态氮相反,而EBR显著促进了胁迫植株根系的铵态氮积累。低氧胁迫下,植株根系硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性升高,随后恢复至对照水平,而谷氨酸合成酶(GOGAT)活性显著低于对照。叶片NR活性受到低氧抑制,亚硝酸还原酶(NiR)、GOGAT、氧化型谷氨酸脱氢酶(NAD+-GDH)活性则先升高,随后降低;叶片还原型谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性也受到低氧促进,至处理末期时显著高于对照植株。EBR显著提高了胁迫植株根系的NR活性及叶片的NiR、NAD+-GDH活性。[结论]黄瓜植株通过增强硝酸还原,加强氮代谢缓解低氧胁迫伤害;EBR通过增强根系NR活性及叶片NAD+-GDH活性,提高了植株的低氧耐性。     

钙对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白表达的影响

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下Ca2+对黄瓜幼苗生长、叶片和根系中可溶性蛋白含量的影响.结果表明,与对照相比,低氧条件下植株生长和可溶性蛋白表达显著受到抑制,低氧缺钙处理植株受抑制程度大于低氧常钙处理,营养液加钙缓解了低氧胁迫对黄瓜幼苗生长的伤害,提高了黄瓜幼苗根系和叶片中可溶性蛋白的含量;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对黄瓜幼苗体内可溶性蛋白分析表明,低氧胁迫下,叶片中至少有2种分子量分别约为132.0、16.8 kDa的蛋白以及根系中1种分子量约为58.0 kDa的蛋白表达量增强,但是营养液加钙处理减弱了这些蛋白的表达.     

不同水稻品种的镉吸收特性

选取浙江省绍兴、宁海、温岭三地,通过镉胁迫试验,研究4个水稻品种甬优538、春优84、嘉禾218和秀水134镉吸收积累特性。结果表明:4个水稻品种均表现出Cd低积累的特性,甬优538、春优84、嘉禾218、秀水134稻米Cd含量开始超标时所对应的处理中土壤Cd浓度分别为>1.41、1.41、0.91、0.52 mg·kg^-1。4个水稻品种稻米中的Cd含量与土壤Cd全量之间的关系可用直线回归方程拟合。不同水稻品种安全生产的土壤Cd临界值表现为甬优538>春优84>嘉禾218>秀水134,按土壤类型表现为黏质脱潜水稻土>涂泥渗育水稻土>涂泥潴育水稻土。试验所得水稻安全生产土壤Cd临界值略高于现行的土壤环境质量标准(GB 15618—1995)。     

低磷胁迫对‘浙粳22’等8个晚粳稻品种苗期性状和养分吸收的影响

以浙江省晚粳稻主栽品种‘浙粳22’、‘浙粳27’、‘秀水110’、‘秀水09’、‘秀水128’、‘秀水63’、‘嘉991’和‘嘉花1号’为材料,研究了低磷胁迫(0.5 mg/L)下根系和秧苗生长情况。结果表明,不同品种的根长、干物质重、氮、磷、钾养分吸收、根系磷素吸收动力学参数I_max(最大吸收速率)、K_m(吸收速率=1/2 I_max时介质中离子的浓度)和C_min(根系净吸收速率为零时介质中离子的浓度)均存在显著差异,‘浙粳22’、‘浙粳27’、‘秀水110’、‘秀水09’和‘秀水63’低磷胁迫时Km和C_min较小,I_max较大,对磷的亲和力和利用效率较高,具有一定的耐低磷特性;相反,‘嘉花1号’、‘嘉991’和‘秀水128’的K_m和C_min较大,I_max较小,对磷的亲和力较低,对低磷胁迫表现较为敏感。     

N-乙酰氨基葡萄糖对水稻的抗寒作用研究

【目的】探究N-乙酰氨基葡萄糖（N-acetyl-D-glucosamine,NAG）对水稻幼苗的抗寒效果及其潜在的抗寒机制,以期为NAG在农业免疫诱抗领域的应用提供理论依据。【方法】以水稻品种内5优907为供试材料,外源施用不同浓度（0、50、100、150 mg/L）的NAG进行根系培养,测定低温条件下水稻幼苗的生长指标、叶绿素含量及可溶性糖含量,表征NAG的抗寒效果并筛选最适施用浓度。进一步在生理生化水平从渗透调节系统、根系系统、抗氧化系统和脱落酸代谢途径探究NAG对水稻幼苗的抗寒机制。【结果】外源施用NAG可促进水稻幼苗在低温环境下正常生长,具有明显的抗寒效果,其最适施用浓度为100 mg/L,在此浓度下幼苗单株鲜重（0.118±0.009 g）、株高（21.21±0.72 cm）、根长（5.76±0.43 cm）及可溶性糖（41.031±0.992μg/g）和总叶绿素含量（5.959±0.020 mg/g）较对照组涨幅最大,分别显著增长14.14%、7.14%、7.22%、63.09%和36.79%（P<0.05,下同）。生理生化水平相关结果表明,100 mg/L NAG促进寒害幼苗中渗透调节物质积累,可溶性蛋白、脯氨酸和游离氨基酸积累量较低温对照组分别显著增长19.58%、19.49%和36.82%;保护幼苗根系系统,促进寒害幼苗根系活力提高至低温对照组的1.56倍,并使茎叶组织中硝态氮含量下降15.65%;有效促进幼苗中丙二醛积累量下降23.92%,并将超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活力分别提高34.94%和25.42%,保护幼苗抗氧化系统;增加寒害幼苗脱落酸代谢通路中OsNCED、OsSDR和AAO基因表达量至低温对照组的3.52、1.73和1.64倍,从而实现幼苗中内源脱落酸的积累。【结论】外源施用NAG根系处理能够调控低温胁迫下水稻幼苗渗透调节系统、根系系统、抗氧化系统及内源脱落酸代谢途径,进而提高水稻抗寒性。     

根际溶氧量对分蘖期水稻生长特性及其氮素代谢的影响

【目的】研究不同根际溶氧量对分蘖期水稻生长及其氮素代谢的影响,并探讨适宜水稻生长及提高其氮素利用效率的溶氧浓度。进一步完善水稻需氧规律、了解氧气在水稻生长中的作用,为中国中低产田--潜育性稻田的改良、水稻产量及氮肥利用效率进一步提高提供参考及理论依据。【方法】正式试验在2013年于中国水稻研究所网室进行。试验采用国际水稻所营养液配方进行水培,营养液中添加双氰胺抑制硝化作用,控制营养液铵硝比约为1﹕1;供试材料为常规籼稻中嘉早17和常规粳稻秀水134;移栽行间距为15 cm,移栽后10 d进行不同梯度的氧处理,通过安装水体循环泵将空气中的氧气带入营养液以控制营养液中的氧气含量,试验设置了对照（CK：氧气含量为0.3-2.5 mg·L^-1）、中氧（MO：氧气含量为2.3-5.5 mg·L^-1）、高氧（HO：氧气含量为6.5-8.0 mg·L^-1）3个处理,处理时间为15 d。采用便携式溶氧仪（YSI550A,美泉,美国）测定营养液中溶氧量。【结果】（1）2个品种的根茎叶干物重及氮积累量均呈MO＞HO＞CK的趋势,并且MO处理与CK达到显著水平;（2）2个品种MO处理的叶面积指数、根系数、根系吸收面积,叶片氮光合利用效率和分蘖数均显著高于HO处理和CK,增氧处理MO和HO最长根长显著高于CK;（3）和秀水134相比,中嘉早17对根际氧含量比较敏感。相对于CK,中嘉早17 MO处理根茎叶干物重和氮积累量的增长幅度显著高于HO处理,且HO处理的根数、根系活力吸收面积及总吸收面积与CK之间差异不显著。虽然秀水134增氧处理的根茎叶干物质积累量、根叶氮积累量、根系体积和根系活力吸收面积均显著高于CK,但MO和HO处理之间没有显著的差异;（4）两品种氮代谢关键酶谷氨酰胺合成酶（GS）和硝酸还原酶（NR）活性在根系和叶片之间的变化趋势不一致,但两品种在3个处理间变化一致,MO处理两品种叶片氮光合利用效率显著高于HO处理和CK。【结论】适量的根际溶氧量促进地上分蘖、叶面积的形成,增加光能截获,同时促进根系形态建成,根系吸收面积增加,形成水稻早期快速生长势,同时显著增加叶片氮光合利用效率;但过高浓度的溶氧量将会减弱增氧对水稻生长的促进作用,不同品种对根际溶氧量的敏感程度也有所不同,相对于秀水134,中嘉早17对根际氧含量较敏感,较适的溶氧量范围为2.3-5.5 mg·L^-1。     

镉胁迫对不同抗性水稻品种幼苗生长和生理特性的影响

以耐镉性不同的两个水稻品种（水稻秀水63和秀水09）为试验材料,采用溶液培养方法,研究不同浓度镉（0、1、5、10、25、50、100μmol/L-1）对水稻幼苗生长和生理特性的影响。结果表明：随Cd浓度增加水稻幼苗生长明显受抑,株高、叶绿素含量、叶片干重明显下降,且秀水63的下降幅度大于秀水09。总体上,脯氨酸含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均呈上升趋势,其中,在较低浓度Cd胁迫下,秀水63叶片中脯氨酸含量、POD活性增加幅度较大,而在较高浓度Cd胁迫下,秀水09的增加幅度较大。过氧化氢酶（CAT）活性表现为先上升后下降。丙二醛（MDA）含量随着Cd胁迫浓度的提高而增加, 且增加幅度秀水63大于秀水09。从实验结果表明,秀水09对Cd胁迫的抗性大于秀水63。     

N-苯氧苯基取代的α-氨基酸衍生物的合成及生物活性

 【目的】合成N-苯氧苯基取代的α-氨基酸衍生物,并测定化合物的生物活性及其在植物体内的传导性。【方法】通过氨基二苯醚类化合物分别与乙醛酸乙酯和丙酮酸乙酯缩合,形成2个希夫碱化合物（Ia-Ib）,并经NaBH4还原,合成了5个N-苯氧苯基取代的α-氨基酸衍生物,以二苯醚类除草剂三氟羧草醚为对照药剂,测定化合物对水稻幼苗根、芽的室内生物活性;以空心莲子草为试验材料,以苯氧苯基甘氨酸乙酯（IIa）为试验药剂,喷雾处理空心莲子草后采用HPLC法测定该化合物在植株根中的含量来判断其传导性。【结果】化合物Ⅰa和Ⅱa对水稻幼苗的根、芽的生长均具有一定的抑制作用,化合物Ⅱb在低浓度下对水稻芽具有促进生长的作用,化合物Ⅱc和Ⅱd在低浓度下对水稻幼苗的根具有促进生长的作用;供试化合物在光照条件下的生物活性均比在黑暗条件下高;利用化合物Ⅱa 300 mg•L-1的药液喷雾处理空心莲子草地上部分12 h后,在其根部检测到目标化合物(IIa)含量为8.67 mg•kg-1 FW。【结论】二苯醚类化合物衍生出氨基酸基团后,所得衍生物既保留了二苯醚类除草剂的需光性除草活性特点,又增加了经由植物韧皮部向根部的传导性。     

溶解氧浓度对水稻分蘖期根系生长及氮素利用特性的影响

【目的】探究特定溶解氧浓度对水稻分蘖期根系生长及全生育期氮素吸收利用的影响,以期为水稻氧营养研究及高产栽培提供理论依据。【方法】试验于2016年在中国水稻研究所网室进行。供试水稻品种为中浙优1号（水稻）、IR45765-3B（深水稻）和中旱221（旱稻）,用国际水稻所营养液配方进行培养。试验设置5个溶解氧浓度处理,分别为全生育期溶解氧浓度1 mg·L ^-1（T₁）、3 mg·L ^-1（T₂）、5.5 mg·L ^-1（T₃）和7.5 mg·L ^-1（T₄）,以自然生长处理作对照（CK）,溶解氧浓度由在线测试控制系统自动控制（昆腾Q45D,美国）,并实时用便携式溶氧仪进行校对（YSI 550A,美国）。【结果】（1）水稻分蘖期,随溶解氧浓度上升,全浓度营养液中总氮含量下降速率减小,铵盐含量下降速率增加;硝酸盐含量在T₁处理下最低,T₄处理下最高;亚硝酸盐在全浓度营养液中含量极低且不稳定。（2）与CK相比,3个水稻品种在T₂处理下根系活力均有所提高,T₄处理根系活力显著低于CK。最大根长随溶解氧浓度上升而提高,T_I和T₄处理降低水稻根系总根长、总表面积、根体积和根干重;T₂处理下,中浙优1号和IR45765-3B的根系形态指标和干重均高于CK。（3）3个水稻品种拔节期植株含氮率随溶解氧浓度提高逐渐下降,齐穗期和完熟期随溶解氧浓度提高逐渐上升。相较于CK,T₂处理提高了3个水稻品种全生育期氮素积累量;T₃和T₄处理降低了水稻氮素吸收,但提高了齐穗期至完熟期生长阶段的氮积累量吸收比例。在完熟期,3个水稻品种氮素积累量,T₂处理较CK增加2.3%—7.3%,T₁、T₃和T₄处理较CK分别下降0.7%—3.6%、3.6%—8.5%和15.0%—27.1%。（4）3个水稻品种不同处理间干物质量和产量表现一致,均为T₂>CK>T₁>T₃>T₄。3个水稻品种氮素干物质生产效率均以T₁处理表现最高;与CK相比,T₂处理提高了3个水稻品种的收获指数和氮收获指数,T₁、T₃和T₄均低于CK;T₁处理下,中浙优1号和IR45765-3B氮素籽粒生产效率均显著低于CK,中旱221无显著差异。【结论】适度增氧可促进水稻根系形态建成,增加植株干物质量和氮素积累,提高水稻氮素利用效率和籽粒产量;低氧和高氧胁迫均会抑制不同生态型水稻品种根系活性,降低水稻植株氮素吸收,且旱稻对氧胁迫的耐逆性强于水稻和深水稻。     

外源NO对缺氮胁迫下棉花幼苗形态及生长的调控效应

【目的】探讨外源一氧化氮（nitric oxide,NO）对缺氮胁迫下棉花幼苗不同部位叶片以及不同直径范围根系等形态特征及生长情况的影响,分析不同浓度NO对棉花形态生长的调控效应,为外源NO调控棉花生长发育提供理论依据。【方法】在光照培养室内采用水培方法,以农大棉8 号为供试品种,设7 个不同处理,其中以Hoagland全营养液培养的棉花幼苗为对照（CK）,以缺氮Hoagland营养液培养的棉花幼苗为外源NO处理对象,利用外源NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）处理棉花幼苗,设置6 个浓度梯度0 μmol·L^-1（T0）、50 μmol·L^-1（T1）、100 μmol·L^-1（T2）、200 μmol·L^-1（T3）、500 μmol·L^-1（T4）和1 000 μmol·L^-1（T5）,研究不同NO水平对缺氮胁迫下棉花幼苗叶面积、根系形态、耗水量及干物重的影响。【结果】缺氮胁迫抑制棉花幼苗地上部以及地下部的生长,抑制棉花幼苗叶片数和叶面积的增加,降低了幼苗细根（0.05-0.20 mm）、中等根（0.2-0.45 mm）的根长、根表面积、根体积,减少了耗水量以及干物重。不同浓度外源NO对缺氮胁迫下棉花幼苗地上及地下部生长情况的影响不同。低浓度外源NO（SNP浓度为50-100 μmol·L^-1）能缓解缺氮胁迫对棉花幼苗的伤害,显著促进棉花幼苗上部和下部叶片的生长,促进细根和中等根生长,增加细根和中等根的根长、根表面积及根体积,增加棉花幼苗耗水量,显著增加幼苗干物重。当SNP浓度大于100 μmol·L^-1后,随浓度增加,其缓解作用下降。幼苗叶片数、上部和下部叶片的叶面积、细根和中等根的根长、根表面积、根体积、耗水量以及干物重均下降。综合分析认为氮素缺乏环境下,不同浓度外源NO通过影响棉花幼苗地上部以及根系的生长来缓解缺氮胁迫,以100 μmol·L^-1 SNP处理的棉花幼苗生长最好,而高浓度的SNP则加剧缺氮胁迫对棉苗的抑制。【结论】缺氮胁迫下棉花幼苗长势减弱,适宜浓度外源NO（SNP浓度为50-100 μmol·L^-1）能够在一定程度上缓解缺氮胁迫对棉花幼苗造成的伤害,促进棉花幼苗地上和地下部的生长,提高棉花幼苗对缺氮胁迫的耐性。其中以100 μmol·L^-1 SNP缓解效果最显著。     

氮利用效率差异水稻品种的根系铵离子吸收特性

【目的】测定不同水稻品种对外界铵浓度（Ammonium ion, NH₄⁺）的响应,通过分析不同水稻品种在不同NH₄⁺ 浓度下的表型差异及NH₄⁺ 吸收特性,揭示水稻品种间氮利用差异的机理。【方法】采用水稻品种齐粒丝苗（QLSM,氮高效品种）和沪科3号（HK3,氮低效品种）,以营养液培养方式在苗期进行3种不同NH₄⁺ 浓度（低、中、高）处理,15 d后分析两个水稻品种的株型特征、氮含量和氮积累量、根系活力及根系呼吸强度,并采用扫描离子选择电极技术分析根系NH4+ 流通量。【结果】氮高效品种QLSM在低NH₄⁺ 条件下生长较好,其株高、分蘖与对照（CK）相比无显著差异,总干物质重和根部氮积累量分别增加25.9%和74.2%。氮低效品种HK3的株高、分蘖、总干物质重及根部N积累量则显著降低,降低幅度分别为10.1%、26.4%、19.5%和2.3%;此外,与CK相比,低NH₄⁺ 条件显著降低QLSM和HK3的地上部和根部氮浓度。同时,低NH₄⁺ 条件使2个水稻品种的根系活力分别降低76.0%和78.2%,根系呼吸强度分别降低29.5%和33.8%,说明水稻并未通过提高根系活力或者根系呼吸强度增加水稻在外界低NH₄⁺ 浓度下对NH₄⁺ 吸收;进一步研究表明,在低NH₄⁺ 条件下,QLSM的根系分生区有较强的NH₄⁺ 吸收,而HK3对NH₄⁺ 不敏感,其净流入量显著偏低。【结论】氮高效水稻品种QLSM低NH₄⁺ 条件下较高的NH₄⁺ 吸收利用能力与其根系分生区较高的NH₄⁺ 流入量有关。