小白菜硝酸盐积累量基因型差异机理研究

以高硝酸盐积累品种四月慢和低硝酸盐积累品种华冠青梗菜为材料,采用溶液培养方法,测定了0.2和2mmol/L NO3-处理下的硝酸盐积累量和硝酸还原酶活性,并应用Real-Time PCR技术检测了NO3-吸收基因NRT1和NRT2的表达量。结果表明:(1)除0.2 mmol/L NO3-处理时的叶片硝酸盐含量没有显著差异外,四月慢植株各部位的硝酸盐含量都显著高于华冠青梗菜,高浓度培养使品种间硝酸盐积累量差异增加,四月慢对NO3-水平增加的响应能力强于华冠青梗菜。(2)吸收液NO3-浓度12~0 mmol/L范围内,四月慢对NO3-离子吸收速率显著高于华冠青梗菜,且在高浓度下表现更显著。(3)在2 mmol/L NO3-处理下,NRT2在根、叶片、叶柄中的表达量都是四月慢显著高于华冠青梗菜,NRT1的表达量只有在根中四月慢显著高于华冠青梗菜,而在叶片和叶柄中都没有显著差异;在0.2 mmol/L NO3-处理下,NRT1和NRT2表达情况相同,都是在叶片和叶柄中四月慢显著高于华冠青梗菜,而在根中表达量品种间没有显著差异。(4)NRT1和NRT2的表达在一定程度上可以解释硝酸盐积累量的差异,可能还有其他的基因对硝酸盐积累的基因型差异起重要作用,尤其是0.2 mmol/L NO3-处理时。(5)四月慢的硝酸还原酶活性显著高于华冠青梗菜,即四月慢对硝酸根同化利用的能力强于华冠青梗菜。     

不同基因型小白菜硝酸盐积累差异及筛选研究

采用溶液培养方法研究了43种基因型小白菜在不同硝铵比条件下体内硝酸盐含量的变化情况。结果表明,不同基因型小白菜的硝酸盐含量差异较大,东妃青梗菜、上海白叶四月蔓和夏优高抗为低硝酸盐含量基因型小白菜,而高雄甜脆小白菜、宝大矮棋青和苏州青为高硝酸盐含量基因型小白菜。硝铵比50/50是最适宜筛选的氮素形态比例,而叶片中的硝酸盐含量也是最适宜的筛选指标。对上述6个基因型小白菜进一步分析结果表明,不同部位硝酸还原酶、根系硝态氮最大吸收速率以及亲和力这三个因素对小白菜各部位的硝酸盐积累都有显著的影响,但在不同部位,这三个因素所起的贡献率不同。     

小白菜适当增铵下硝酸盐累积机理研究

利用NO3--N/NH44+-N为100∶0和75∶25的营养液对两个硝酸盐累积能力显著不同的小白菜品种(上海青和亮白叶1号)进行培养,测定了小白菜叶片、叶柄及根系硝酸盐含量、硝态氮和铵态氮吸收量及各部位硝酸还原酶活性,以探讨适当增铵降低小白菜硝酸盐含量以及小白菜不同品种和不同器官累积硝酸盐能力差异的机理。结果表明,适当增铵使叶片、叶柄和根系硝酸盐含量分别降低了22%、15%和22%,而硝态氮吸收量则降低了7.5%。小白菜各器官硝酸盐含量为叶柄叶片根系。叶片硝酸还原酶活性分别是叶柄和根系的27和9倍,呈现叶片根系叶柄,叶片是硝态氮的主要还原器官。亮白叶1号叶片、叶柄及根系硝酸盐含量分别较上海青高3%、38%和34%,硝态氮吸收量仅较上海青高11%;而叶片、叶柄及根系硝酸还原酶活性则分别较后者降低44%、56%和38%。适当增铵减少硝态氮吸收量是增铵降低硝酸盐含量的主要原因。不同器官的功能与结构的不同决定其累积硝酸盐能力的不同;不同品种硝酸盐累积的差异取决于还原硝态氮能力的差异。     

增施CO2降低小白菜硝酸盐积累的机理研究

以低硝酸盐积累基因型（东妃）和高硝酸盐积累基因型（高雄甜脆）两种小白菜为材料,采用溶液培养法研究了增施CO2降低蔬菜硝酸盐积累的生理机制。结果表明,CO2浓度升高能显著提高2种基因型小白菜的生物量和硝酸还原酶活性,并降低根、茎叶各部位的硝酸盐含量。CO2浓度升高不仅促进了植株对硝态氮的吸收,而且植株吸收硝酸盐的累积量增幅均高于鲜重的增幅。由此可见,除了鲜重增加的稀释作用,处理后生理机制的变化也可能是CO2浓度升高引起硝酸盐含量降低的重要原因。研究还表明,增施CO2后“东妃”的硝酸盐含量降低百分率与硝酸还原酶活性的增加百分率呈极显著相关,而“高雄甜脆”的硝酸盐含量降低百分率则与鲜重的增加百分率的相关性达极显著水平。说明增施CO2后植株各部位硝酸还原酶活性提高及鲜重的增加均为引起硝酸盐含量降低的重要原因,但贡献率具有明显的基因型差异。     

不同形态氮素比例对不同小白菜品种生物量和硝酸盐含量的影响

利用NO-3 N∶NH 4 N为 10 0∶0、5 0∶5 0和 0∶10 0三个硝铵配比的营养液对 12个不结球小白菜品种进行水培试验。结果表明 :不同的硝铵配比对不同品种小白菜的生物量、叶绿素SPAD值、硝酸盐积累量等有着显著的影响 ,同一氮源培养下不同的小白菜品种间也表现出显著的差异 ;12个小白菜品种叶绿素SPAD值随营养液中的NH 4 N比例的增加而升高 ,两者间存在着显著的正相关 ;单株生物量除亮白叶 1号和五月慢在全硝培养中生物量较其他两种配比大外 ,其他 10个品种均在 5 0∶5 0硝铵营养液中表现最好 ;供试的 12个小白菜品种中有 9个品种的硝酸盐积累量随着NH 4 N比例的增加而下降 ,表明适当地配施铵态氮较纯硝营养液能获得更好的产量、更高的叶绿素SPAD值和较低的硝酸盐积累量。     

抑制小白菜、菜心硝酸盐积累的栽培技术研究

在深圳市郊某蔬菜基地进行了小白菜、菜心的硝酸盐积累试验,采用统计分析类数据挖掘技术对田间栽培、光照、施肥技术、采收时期等因素进行了研究分析,在16种处理方案中,筛选出4种适宜无公害蔬菜的栽培模式,研究发现对蔬菜硝酸盐积累影响显著的因子依次为日照、采收时期、追肥次数和基肥比例,研究结果对抑制蔬菜中的硝酸盐积累提供了依据。     

采前营养液处理对水培小白菜硝酸盐积累的影响

开展了在采收前减少小白菜营养液中的氮量或在去除硝态氮的基础上加入渗调离子以试图降低小白菜的硝酸盐积累的试验。结果表明,在去除营养液中的硝态氮后,在营养液中加入Cl-、SO42-、苹果酸根离子、山梨酸根离子、乙酸根离子是降低溶液培养小白菜硝酸盐积累的有效措施,但处理后采收的时间不可推迟太久。而只减少营养液中氮肥用量会使产量迅速下降,硝酸盐含量降低却缓慢,加入渗调离子可缓解因去除氮肥引起的小白菜产量的下降。     

小白菜硝酸盐含量基因型差异的遗传行为研究

对硝酸盐含量有明显差异的2个小白菜品种江苏矮脚黄(P1)、上海青(P2)及其杂交一代(F1)、杂交二代(F2)和回交一代(B1、B2)6个群体共计460株进行了硝酸盐含量的检测,并采用联合尺度检验法分析其硝酸盐含量性状的遗传规律。结果表明,小白菜硝酸盐含量属于数量性状,其遗传表现符合加性 显性遗传模型,小白菜高硝酸盐含量对低硝酸盐含量性状为部分显性,显性度为0.45。通过对遗传力的估计值计算结果表明,小白菜硝酸盐含量广义遗传力为56.1%,狭义遗传力为21.6%,显性作用和环境影响都较大。因此,选育低硝酸盐含量的品种,应注重在高世代(如F5或F6)进行选择,不宜采用个体选择。     

不同硝、铵态氮水平配施对小白菜生长及硝酸盐累积的影响

采用土培盆栽试验方法,研究了7种不同硝、铵态氮水平配施(即NO3--N/NH4+-N比为:3/1,2/1,3/2,1/1,2/3,1/2和1/3)对小白菜植株株高、株重、产量及硝酸盐含量的影响。结果表明:在试验设计的硝、铵态氮配比水平范围(3/1～1/3)内,随硝/铵态氮施用量比值的降低,小白菜植株株高、株重及产量均大体表现出先升高尔后降低的趋势;而小白菜植株硝酸盐含量则大体表现出先升高尔后降低再升高的趋势。与硝铵比3/1处理相比,硝铵比2/3处理可分别提高小白菜植株株高、株重及产量15.57%、45.05%和13.67%,同时降低菜体硝酸盐含量37.49%。故硝铵比为2/3处理比较适宜土培小白菜的生长及蔬菜体内硝酸盐含量的降低。     

硝化抑制剂对小白菜内源硝酸盐代谢的影响

为了提高蔬菜体内硝态氮的代谢有效利用性,采用土培盆栽试验方法,以NO3-N︰NH4+-N为2︰3的处理(以S1表示)为对照,研究在对照基础上分别添加3种硝化抑制剂(即,双氰胺、咪唑、吡啶,分别以S2、S3、S4表示)对小白菜内源硝酸盐代谢的影响。结果表明:3种硝化抑制剂的添加可提高小白菜产量6.06%~28.55%,增加植株氮吸收量2.38%~38.42%,降低蔬菜硝酸盐含量2.69%~19.66%,分别提高小白菜叶片硝酸还原酶活性、叶肉细胞硝态氮的代谢库大小和贮藏库大小24.28%~77.32%、29.45%~272.17%和2.78%~17.38%,并增加代谢库与贮藏库的比值0.04%~0.59%,从而提高了小白菜内源硝酸盐的有效利用性。其中,以S2处理对提高小白菜内源硝酸的有效利用性相对最佳,植株产量和植株氮吸收量相对最高,分别为56.72 g.盆1和0.156 g.盆1;植株硝酸盐含量较低,为1 749 mg·kg-1;而叶片的硝酸还原酶活性和叶肉细胞硝态氮代谢库相对最高,分别为1.90μg(NO2-N).30 min-1·g-1(FW)和0.33μg(NO2-N)·g-1(FW)。     

氮肥施用量对大白菜硝酸盐累积的影响研究

田间试验研究不同施N量对灌淤土农田大白菜产量及白菜和土壤硝酸盐累积的影响结果表明 ,宁夏灌区复种大白菜产量随施N量的增加而增加 ,且净菜率提高 ,复种大白菜最佳产量施N量为 4 2 7 5kg/hm2 ;大白菜硝酸盐含量外叶高于内叶 ,内叶硝酸盐含量基本随施N量的增加而增加 ,低N时外叶硝酸盐含量维持一定水平 ,高N时总体随生育期延长而增加 ;施用N肥明显增加土体中NO-3 N残留量 ,高施N量传统种植非但不能获得高产 ,净菜率低 ,成熟期推迟 ,且造成土壤剖面尤其是耕层NO-3 N大量累积 ,N素利用效率低。     

几种化学物质配施对小白菜硝酸盐和营养品质的影响

采用311—A最优混合设计研究了3种化学物质赤霉素(GA)、钼酸铵(Mo)、双氰胺(DCD)对盆栽小白菜产量、硝酸盐含量和营养品质的影响。结果表明,3种化学物质不同组合量比对小白菜产量和收获期硝酸盐含量的效应均可用三元二次回归方程式定量描述,合理配施GA、DCD和Mo可显著增加小白菜产量,降低3个生长期小白菜叶片硝酸盐含量和提高小白菜叶片Vc、氨基酸含量,小白菜叶片钼含量与Mo施用量存在显著正相关,但小白菜叶片钼含量尚未超标。在本试验条件下,对小白菜硝酸盐、营养品质和产量综合调控效果较好的3个优化组合为:GA46.3mg.L+Mo441mg.L+DCD8.3mg.盆;GA28.7mg.L+Mo159mg.L+DCD8.3mg.盆;GA37.5mg.L+Mo300mg.L+DCD2.55mg.盆。     

环境因子对大白菜硝酸盐含量的影响

为探索环境条件对大白菜硝酸盐积累的影响,选用3个硝酸盐富集力不同的大白菜品种,利用水培方式栽培;同时创造不同的环境条件,观察在不同的环境条件下不同品系大白菜硝酸盐含量的差异,为降低大白菜硝酸盐含量提供参考.结果表明,在诸多的环境条件中,光照条件、温度条件、水分条件、根际氧气条件、盐胁迫等因素,均对不同品系大白菜硝酸盐含量有明显的影响.同时,在不同品系大白菜中,硝酸盐富集力高的大白菜品系随环境条件的改变,硝酸盐含量变化较大;而硝酸盐富集力低的大白菜品系硝酸盐含量变化较小.因此,可以通过控制环境条件和培育新品种来降低大白菜硝酸盐含量.     

不同NPK配比对大白菜产量及硝酸盐累积的影响

本文通过田间试验研究了不同NPK配比对大白菜产量及硝酸盐累积的影响.结果表明:综合产量和食品安全性两项指标来看,以N360P90K180配比效果较好;植株硝酸盐累积量随氮肥水平的提高而增加,磷肥对硝酸盐累积无明显的影响,钾肥明显降低植株硝酸盐的含量;团棵期(播种后约30天)和包心初期(播种后约50天)是大白菜施肥的两个关键期.     

铵态氮/硝态氮对水稻铝吸收的影响及其机制研究

选用两个水稻品种武运粳7号（耐铝品种）和扬稻6号（铝敏感品种）作为实验材料,利用水培试验,通过长期和短期处理相结合的方式研究了NH4+-N和NO3--N对水稻Al吸收的影响及其作用机制。结果表明,与NH4+-N相比,NO3--N促进了水稻对Al的吸收。而且随着NO3--N浓度的提高,水稻根中Al含量显著增加,随着NH4+-N浓度的提高,水稻根中Al含量显著降低。这些结果表明NH4+-N和NO3--N对水稻Al吸收的影响具有浓度效应。当向Al溶液添加pH缓冲剂后,NH4+-N和NO3--N对根尖Al累积的影响变小,表明NH4+-N和NO3--N处理下溶液pH的变化可能是NH4+-N和NO3--N对水稻Al吸收影响不同的一个原因。