氮素用量对春玉米穗位叶蔗糖合成关键酶活性的影响

试验以高淀粉玉米四单19、普通玉米东农250、优质蛋白玉米丰禾10为材料,研究氮素用量对春玉米穗位叶蔗糖代谢的影响,揭示蔗糖合成过程中蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的调节作用。结果表明：氮素用量适当有利于提高玉米穗位叶蔗糖含量、蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性,证实了蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶能促进春玉米叶片蔗糖积累。     

文摘

89101 不同熟性玉米杂交种在无机营养条件下氮素代谢酶的活性调查——(D.Jelenic等),Agrohcmija,1985,No.4,247～267(塞尔维亚—克罗地亚文) 1983年～1884年在126和152公斤/公顷两种施氮水平上研究了玉米杂交种ZPSC 37t(早熟)和ZPSC528(晚熟)的氮素代谢酶的活性。     

玉米高产施肥营养生理研究进展

本文综述了玉米高产施肥营养生理研究最新进展,内容包括:受施肥调控的玉米源库动态与养分吸收;受施肥调控的玉米光合特性;受施肥调控的玉米氮素代谢;施肥与玉米衰老的关系等。最后评述了玉米高产施肥研究中有待进一步解决的问题。     

玉米氮素吸收,还原和分配的遗传控制

在玉米生产中,由于大量使用氮素化肥,致使氮肥的成本不断增加并污染环境,因而激发了许多研究者试图培育出能更有效利用N的玉米基因型。这类尝试都是定向探讨玉米对硝酸盐吸收和代谢基本环节上的遗传变异。在玉     

聚糠萘水剂对低温胁迫玉米幼苗氮代谢酶活的调控效应

以郑单958和丰单3号的3展叶期幼苗为材料,在人工气候室进行盆栽试验,研究4℃低温胁迫至幼苗死亡过程中叶片氮素代谢关键酶活的变化规律及聚糠萘水剂(PKN)的调控效应。结果表明,低温胁迫打破了氮素代谢平衡,致使氮素同化相关酶硝酸还原酶活性(NRA)、谷氨酰胺合成酶活性(GSA)和谷氨酸-草酰乙酸转移酶活性(GOTA)于胁迫初期升高,之后迅速下降,且GSA和GOTA降低比NRA提前2 d。随低温胁迫时间的延长,玉米幼苗受害加重,蛋白酶、肽酶活性增加,叶片可溶性蛋白与游离氨基酸含量升高。PKN处理提高了NRA、GSA、GOTA,降低了蛋白酶、肽酶活性,维持氮素代谢稳定,促进单株干物重增加,提高了玉米幼苗抗冷性。     

不同基因型玉米氮素吸收利用效率研究进展

玉米氮效率的评价方法与指标不尽一致,导致对玉米基因型不同的分类结果。玉米氮效率研究主要集中于根系对氮素的吸收、叶片对氮素的还原同化、氮素在植株体内的积累和分配以及地上部生长势与氮效率的关系方面。以子粒为主要收获对象的玉米,穗、子粒发育状况对玉米产量起着关键作用,有关穗、子粒发育对玉米氮效率贡献率的大小、不同氮效率基因型玉米穗、子粒发育的差异以及内在生理生化机制研究较少。对不同氮效率基因型玉米子粒发育与氮效率之间关系、子粒发育尤其是顶部子粒的早期发育(决定穗粒数的形成)对氮素的反应、氮高效品种顶部子粒的早期发育是否优于氮低效型、氮素对不同氮效率基因型玉米子粒发育的影响机制等问题有待进一步研究。     

控释氮肥对春玉米干物质积累、氮素吸收及产量的影响

通过田间试验,研究控释氮肥和普通氮肥对春玉米干物质积累与分配和氮素吸收与分配及玉米产量的影响.结果表明,施氮增加了玉米的干物质积累速率、氮素吸收速率及玉米产量.施用控释氮肥较普通氮肥提高玉米的干物质积累量及玉米植株的氮素吸收量,促进氮素向子粒的转移,子粒氮素所占比重达68.63%;控释氮肥较普通氮肥提高氮肥表观利用率5.21个百分点.     

秸秆还田与施氮肥对松嫩平原玉米氮素吸收及产量的影响

针对松嫩平原玉米生产特点,设置玉米秸秆不还田、秸秆还田两种条件和3个施氮水平,研究秸秆还田与施氮肥对松嫩平原玉米氮素吸收及产量的影响。结果表明,除收获期玉米植株氮素含量变化规律不明显外,其余时期玉米植株氮素含量、干物质量、氮积累量及产量均随氮肥用量的增加而增加。在玉米3叶期,供试的3个施氮水平下,秸秆还田处理均使玉米氮素含量和吸收积累量降低,至拔节期秸秆还田处理对玉米植株氮素含量的不利影响消失。在不施氮肥条件下,秸秆还田处理提高了拔节期玉米植株氮素的含量;玉米的氮素吸收积累量在不施氮肥条件下仍低于秸秆不还田处理。在玉米收获期,秸秆还田处理增加了玉米子粒的氮素含量与氮素吸收积累量。在3个施氮水平下,秸秆还田处理玉米产量与秸秆不还田处理差异不显著。     

细胞分裂素对植物生长发育的调控机理研究进展及其在水稻生产中的应用探讨

细胞分裂素(cytokinin, CTK)对植物的形态、生理及产量有重要调控作用,是调控氮素吸收、转运与代谢的主要因子之一。本文概述了氮素的吸收、转运、代谢以及CTK的代谢、转运和信号转导路径,重点阐述了CTK与氮素协作调控根-冠关系的生理机制,即反式玉米素(tZ)及其核苷(tZR)受氮素诱导在根中合成,并转运至地上部,调控地上部氮的转运及分布,影响氮代谢酶的生理特性,从而影响植株光合特性及产量;冠层中氮能够诱导异戊烯基腺嘌呤(iP)及其腺苷(iPR)的合成,并通过韧皮部转运至根系,抑制根系氮素吸收、转运,抑制根系形态建成。在此基础上,进一步论述了CTK在协调源-库关系及提高籽粒充实度方面的作用,分析了栽培措施对CTK生理代谢的影响及其与作物生长相关的机理。同时探讨了CTK上述功能应用于水稻大田生产时存在的问题,并对今后的研究方向提出了建议。     

利用SPAD氮饱和指数指导玉米中后期氮素诊断

研究多年份不同玉米品种各施肥处理SPAD氮素饱和指数变化规律,为寒地玉米氮素诊断提供理论数据。通过研究品种和处理两因素SPAD 氮素饱和指数,利用SPAD 氮素饱和指数指导玉米中后期氮素诊断,以2018～2020 年最佳施肥处理 SPAD 氮素饱和指数为基础,建立平均年份 SPAD 氮素饱和指数模型,分别与 2018、2019、2020年SPAD氮素饱和指数进行相关性分析。结果表明,最佳施肥产量处理为纯氮160 kg/hm²。通过多项式回归方程、指数回归方程、乘幂回归方程、线性回归方程和对数回归方程的计算,得出多项式回归方程相关性最高。对于玉米氮素诊断有较好指导作用,为寒地玉米中后期氮素诊断提供理论数据。     

玉米株型和幅宽对套作大豆碳氮代谢及产量的影响

在玉/豆套作模式下,采用玉米株型与种植幅宽二因素裂区设计,研究了不同田间配置对套作大豆碳氮代谢与产量的影响。结果表明,较大幅宽和紧凑型玉米下,大豆被荫蔽的程度有所减缓,碳氮代谢变化趋势朝着利于产量形成的方向发展。主要表现为,茎叶中的碳氮含量和关健酶在各时期保持在较高的水平;R4期后叶片中的淀粉迅速降解为糖运至籽粒,而氮的下降速率缓慢。结合前期的研究,我们得出,R2是大豆经历光照转换的重要时期,该时期植株的碳氮代谢能力对大豆后期产量的形成起着重要的作用。而R6期大豆表现出来的碳、氮代谢水平,又能一定程度的反映产量水平。本试验条件下,对玉米、大豆两季作物的经济效益进行分析后得出,利于大豆生长,且保证全年高产,高效的最优组合为：与紧凑型玉米套作,大豆幅宽1.17m,玉米幅宽0.83m。     

矮壮素配合氮肥基施对夏玉米氮代谢及氮素利用特征的影响

以京农科728为试验材料,在相同施肥量条件下,设置4个矮壮素(CCC)施用梯度,通过与氮肥拌肥处理一次性基施,研究矮壮素对华北夏玉米产量、氮代谢及氮素利用率的影响。结果表明,相对常规氮肥处理,CCC处理增加了玉米产量、千粒重和穗粒数,干物质积累量在花期之后显著增加,叶面积指数显著高于常规氮肥对照;增强了叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及花后34 d至收获期的谷丙转氨酶(GOT)等氮代谢酶活性,提高了叶绿素总含量和可溶性蛋白含量。氮素利用率得到了提高,最佳施用量是675 kg/hm2,在最佳施用量下,氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥生理利用率分别比常规氮肥对照增加5.4%、45.8%和22.7%。     

玉米花生带状间作对植株氮吸收和土壤微生物群落的影响

为探明玉米花生带状间作模式下植株氮吸收利用和土壤微生物群落特征，设置玉米单作（SM）、花生单作（SP）和玉米花生间作（IMP）三种种植模式，系统分析了不同种植模式下氮素吸收利用规律，并采用16S/ITS测序技术明确玉米花生带状间作系统下根际土壤细菌/真菌群落结构变化。结果表明，间作玉米边行优势明显，地下和地上部干物质积累量和氮积累量显著高于单作玉米和间作玉米中间行。间作玉米和间作交互区根际土壤细菌和真菌多样性和丰富度降低，而间作花生根际真菌多样性和丰富度增加，其中变形菌门、担子菌门、子囊菌门等有益菌最为显著富集。土壤中细菌和真菌存在复杂的相关性，变形菌门与子囊菌门正相关。间作丰富了物种功能多样性，参与氨基酸运输、代谢和碳水化合物代谢的细菌和腐生营养型真菌的显著富集，改善了植物养分吸收，促进了植株生长发育。可见，玉米花生间作可通过优化土壤微生物的群落结构，促进植株对氮素的吸收和利用，本研究为玉米花生带状间作氮营养互促吸收提供了科学依据。     

不同施氮模式对玉米光合特性和氮代谢关键酶的影响

以平安18和金玉1号为试验材料,设置7种施氮模式(0、175 kg/hm~2、175 kg/hm~2+增效剂、175 kg/hm~2+生物肥、175 kg/hm~2+增效剂+生物肥、225 kg/hm~2、225 kg/hm~2+增效剂、275 kg/hm~2),对玉米叶片光合速率、叶绿素含量、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性进行测定,研究氮肥、氮肥增效剂和生物肥对玉米光合特性和氮代谢关键酶的影响。结果表明,施用氮肥能够提高叶绿素含量,增加玉米叶片光合速率,过量氮肥会产生抑制作用。施氮225 kg/hm~2+增效剂在整个生育期有较高的叶绿素含量和光合速率,NR和GS活性也高于其他处理,该施氮模式更好地协调光合作用和氮代谢之间的关系,充分发挥氮肥的作用,能够增加百粒重和产量,平安18和金玉1号产量分别达13 116.94 kg/hm~2和13 585 kg/hm~2。     

玉米ZmNRT关键基因挖掘以及氮响应基因共表达网络构建

以玉米自交系B73（V4版本）作为参考基因组,利用生物信息学方法鉴定玉米ZmNRT基因家族成员,从系统发育关系、GO（Gene Ontology）富集、基因结构和玉米不同时期及组织下的表达谱等方面全面解析玉米ZmNRT基因家族。基于qPCR实验和共表达网络分析,对玉米ZmNRT家族基因在氮响应中的作用进行系统的研究。结果表明,在玉米全基因组水平上共鉴定到 162 个 ZmNRT 基因,主要分为 ZmNRT1（62 个）和 ZmNRT2（100 个） 两大类群。GO富集发现,仅46个基因参与硝态氮转运过程,这些基因被不均等分成7个亚家族,每个家族1～15个基因。基因表达模式分析结果显示,不同生育期和组织下ZmNRT基因表达是差异的。在氮诱导下,qPCR鉴定结果显示,12个ZmNRT基因是氮响应基因,9个基因表达上调,3个基因表达下调。共表达网络结果发现,其中10个ZmNRT基因与已知的氮代谢基因存在显著共表达关系（|r|>0.8 p-value<0.05）,推测这10个基因可能是调控玉米氮代谢的关键基因。     

低氮胁迫对不同氮效率玉米品种苗期叶片碳氮代谢的影响

研究低氮胁迫对不同氮效率玉米品种幼苗生长及叶片碳氮代谢的影响,分析比较不同氮效率玉米品种对低氮胁迫响应的差异。采用水培方法,以氮高效品种郑单958、正红311和氮低效品种川单428、先玉508为试验材料,在低氮胁迫(0.04 mmol/L)、正常氮(4 mmol/L)和低氮恢复处理3个氮水平下,分别测定苗期干物质积累量、叶片碳氮代谢产物含量及碳氮代谢相关酶活性,比较不同氮效率品种间的差异。结果表明,低氮胁迫显著降低玉米叶片和整株干物质重量、叶片氮代谢指标(硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、可溶性蛋白和游离氨基酸含量),提高根系干重、根冠比、叶片碳代谢指标(蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性、可溶性总糖和淀粉含量)。不同品种间各指标的变化幅度随着时间的延长表现出不同规律,氮高效品种在氮素胁迫下对碳氮代谢的平衡能力更强,受低氮环境影响较小,植株的恢复能力较强,对胁迫环境具有更强的耐性和适应性。     

基于RNA-Seq技术的o2胚乳差异表达分析

Opaque2(O2)转录因子在玉米胚乳的发育进程中起重要作用。o2突变体中赖氨酸含量增加,玉米品质提高,但在很多农艺性状上表现较差。以授粉后18 d的玉米胚乳为材料,使用RNA测序(RNA-Seq)技术筛选到3 051个差异表达基因(DEGs)。通过GO和KEGG富集分析发现,DEGs覆盖了物质跨膜运输、次生代谢物的生物合成、植物激素信号转导、脂质代谢、氮代谢等多方面的功能。由此推测,O2是玉米胚乳发育过程中多种代谢途径的关键性调节因子。     

氮、钾不同营养水平对春玉米氮代谢的影响

采用田间小区试验方法研究了氮、钾不同营养水平对春玉米氮代谢的影响。结果表明：氮代谢指标(可溶性蛋白、硝酸还原酶、谷氨酸脱氢酶)在整个生育时期内呈单峰曲线变化,即从苗期开始逐渐增加,达到高峰后又呈下降趋势,成熟期最低。可溶性蛋白含量在抽雄吐丝期达到最高峰,硝酸还原酶和谷氨酸脱氢酶活性在大喇叭口时期达到最高。各生育时期,氮代谢关键酶活性及可溶性蛋白含量均表现为随氮、钾营养水平的提高先增加后减少的趋势。表明适宜氮、钾肥用量可以增加叶片可溶性蛋白含量及提高硝酸还原酶和谷氨酸脱氢酶活性,过量施用氮、钾肥反而会使其含量或活性下降。     

苯肽胺酸对低温胁迫下玉米幼苗抗氧化系统和氮代谢的影响

以玉米品种郑单958为试材,设常温下喷施清水（CK）、常温下喷施苯肽胺酸（PA）、低温下喷施清水（LT）和低温下喷施苯肽胺酸（LT+PA）4个不同处理,低温处理7 d后将玉米幼苗移入常温环境下恢复3 d,测定各处理幼苗生长情况、细胞质膜透性、活性氧（ROS）、抗氧化酶活性和氮代谢相关指标。结果表明,低温胁迫下,幼苗叶片活性氧和丙二醛（MDA）含量显著增加,膜透性增大,胁迫前期会诱导酶促抗氧化防御系统活性增强,随胁迫时间延长,抗氧化酶活性均呈下降趋势;氮素吸收量逐步减少,氮代谢相关酶活性呈明显降低趋势,玉米幼苗生长受到严重抑制。叶面喷施苯肽胺酸可显著减少膜损伤来促进根系对NO₃^-的吸收和提高抗氧化酶活性,同时氮代谢关键酶活性的上升和GS/GOGAT代谢途径的正常运行在氮代谢中发挥积极作用。