不同氮效率芝麻品种苗期氮吸收转运与利用差异

为探究芝麻苗期氮吸收、转运及利用规律，以2个氮效率差异芝麻品种郑芝HL05(ZZ,氮高效)和缅甸高产者(MD,氮低效)为材料，通过水培试验设置正常(CK,17.86 mmol/L)和低氮(LN,0.2 mmol/L)2个氮浓度处理，比较不同氮效率芝麻在根系形态、氮吸收转运利用、氮代谢指标及相关基因表达等方面的差异。结果表明，不同氮浓度处理下，氮高效品种ZZ的根系形态指标、生物量、氮积累量、氮代谢相关酶活性、根系氮利用效率总体上均高于MD。低氮胁迫显著降低了芝麻的生物量、氮积累量及叶片氮代谢相关酶活性，提高了植株的根系形态指标、根系活力、根冠比、氮生理利用效率、根系干物质利用效率和氮利用效率。其中，氮高效品种ZZ的生物量、氮积累量、转运系数、根系氮生理利用效率和氮利用效率分别是MD的2.48,1.08,1.73,2.36,2.65倍。实时荧光定量PCR结果显示，低氮胁迫下，氮高效品种中，参与NO₃^-吸收、转运和再分配的相关基因SiNPF6.3a/b、SiNPF4.6a、SiNRT2.4a/b、SiNRT2.5、SiNPF7.3a/b和SiNPF...     

缺磷胁迫对甘薯前期根系发育及养分吸收的影响

为明确缺磷对甘薯前期根系发育及养分吸收的影响,以鲜食型甘薯品种烟薯25为试验材料,设置缺磷(P0)和正常供磷(P1)2个处理,通过砂砾培养的方法,研究缺磷条件下甘薯根系发育特征及对养分吸收的影响。结果表明,缺磷胁迫会抑制甘薯地上部和地下部生长,使地上和地下部生物量下降;随着培养时间的延长,缺磷胁迫下甘薯根的总表面积、根系总体积、根尖数、平均直径均呈现增加的趋势,但其根系活力下降,根系总体积和总生物量均显著低于正常供磷处理;缺磷胁迫可显著促进甘薯根系对氮、钾、钙、锰、铜元素的吸收,降低根系对镁、铁元素的吸收,使甘薯地上部氮、钾、镁、锰、铜含量升高,钙、铁元素含量下降。综合以上试验结果,缺磷胁迫使甘薯地上和地下部的生长发育受阻,但甘薯通过调节根系构型等根系发育参数来适应缺磷环境,缓解缺磷胁迫对根系营养元素吸收带来的影响。     

高铁胁迫对甜菜幼苗生长及保护系统的影响

为了探究高铁胁迫下甜菜幼苗生长和生理变化规律,本研究设置7个处理,即0.06、0.12、0.24、0.48、0.96、1.92、3.84 mmol/L,6次重复,并对甜菜进行水培试验。初步分析不同浓度Fe²⁺胁迫下甜菜幼苗中各项生理指标的变化。结果发现,随着Fe²⁺胁迫浓度的升高甜菜生长受抑制,地上部分叶面积变小,叶片相对电导率增大,相对含水量降低。地下部分表现出根系变短,面积变小,颜色变暗。与此同时高铁胁迫下甜菜植株抗氧化酶活性升高,参与渗透调节的可溶性糖和脯氨酸积累量均有不同程度的上升。变化趋势随着Fe²⁺的增加,先升高后降低,且在Fe²⁺胁迫浓度为0.96 mmol/L时达到最大值。说明甜菜植株抗氧化酶和渗透调节物质在高铁胁迫中起到了重要的调节作用,但当Fe²⁺超过一定浓度时,这种调节机制会明显受到抑制。     

不同缺硼处理对甜菜苗期叶片生长及光合性能的影响

探讨不同缺硼胁迫处理对甜菜叶片生长发育及光合性能的影响,为生产实践提供理论依据。以甜菜品种‘H004’为试验材料,采用水培试验方法,设定硼浓度0 (B1)、0.5 (B2)、5 (B3) μmol/L为缺硼处理,以硼浓度50 (B4) μmol/L为正常硼浓度对照,于胁迫后21天对甜菜幼苗叶片形态参数及光合性能进行测定和分析。结果表明：缺硼胁迫对甜菜叶片的生长发育具有显著的抑制作用,且缺硼胁迫程度越高抑制作用越明显。具体表现为：缺硼显著降低了叶片面积、叶片鲜重和干重,增加了叶片厚度、叶色值;使叶片叶绿素a和叶绿素b分别比对照降低了22.3%~51.5%、23.3%~42.3%;光合参数在缺硼处理时较对照下降了0.6%~28.4%。相关分析表明,缺硼胁迫下叶面积与光合色素、光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度的相关性均达到了极显著水平(P<0.01)。综上,缺硼胁迫影响了植株叶片形态、抑制了光合色素的形成,降低叶片光合特性,进而阻碍了甜菜幼苗叶片生物量积累,导致叶片的生长发育异常。     

氮对低镉处理下东南景天根系形态及镉积累的影响

通过水培试验,本文研究了施氮肥(尿素)对低镉处理下两种生态型东南景天根系形态及镉积累的影响。结果表明,在一定范围内供氮(4.0￣16.0mmol/L)能明显促进东南景天的根系生长,各项根系形态指标,如根系长度、根系表面积、根系直径、根体积和侧根均有升高,在16.0mmol/L达到最大值。但是,随着供氮(32.0￣64.0mmol/L)增加,表现出一定的负效应:东南景天的各项根系形态指标明显受到抑制,与对照相比差异达显著或者极显著水平。氮素对东南景天的镉积累有一定的促进作用,随着氮素用量的增加,体内镉积累逐渐升高,与根系形态不同的是,镉含量在氮水平32.0mmol/L条件下达到最大。研究结果表明适当提高营养液氮素水平有利于提高东南景天的各项根系形态指标以及对镉的吸收积累。     

氮胁迫对甜菜幼苗生理以及相关NRTs基因表达的影响

为了深入研究缺氮环境下甜菜(Beta vulgaris L.)的氮利用调控机制,并为利用分子育种以及基因工程途径提高植物的氮利用率奠定基础,本研究以甜菜幼苗‘780016B/12优’为试材,通过对其施加低氮和缺氮逆境胁迫,利用表型观察、叶绿素含量的测定以及相关基因和酶活性的应答变化分析,来研究甜菜植株在生理以及分子方面的应答机制。研究结果表明,甜菜叶片由于缺氮而表现出局部变黄,并且SPAD值显示,叶绿素含量随逆境时间呈下降趋势。qPCR表明,BvNRT2.1和BvNRT3.2基因均受到低氮和缺氮胁迫的诱导,且它们在根部的表达量要高于叶中,BvNRT2.1基因对逆境的应答更为显著。同时,随着胁迫时间的增长,甜菜体内的硝酸还原酶活性逐渐下降,但叶片中该酶的活性始终要高于根中。因此可以得出结论,低氮或缺氮逆境对甜菜幼苗的光合作用、硝酸还原酶活性造成了较为严重的影响,从而导致其生长在一定程度上受到抑制。可以推断,为了适应氮胁迫环境,甜菜自身可能通过上调硝酸盐转运蛋白基因的表达等途径来直接或间接的补偿由于环境氮缺乏或低氮造成的营养缺失,以抵御逆境伤害。     

不同浓度钾素对甜菜幼苗生理生化指标的影响

试验采用1/2Hoagland营养液水培,研究不同浓度K⁺对甜菜幼苗生长和生理生化指标的影响。结果表明,甜菜幼苗叶片、叶柄、根系和整株的干物质量均随钾素浓度提高而增加,在K⁺浓度为3.00 mmol/L时最高;随K⁺浓度提高,甜菜幼苗根系、叶柄、叶片钾含量,幼苗全氮、磷、钾积累量,叶片、叶柄含水量,叶片相对含水量以及叶片面积随之逐步升高,3.00与6.00 mmol/L K⁺处理无明显差异;叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量,SOD、GPX活性,根系、叶柄和叶片全N含量随之逐步下降,3.00与6.00 mmol/L K⁺处理无明显差异;叶片CAT活性,根系、叶柄和叶片P含量保持不变或变化无规律。在本研究条件下,3.00 mmol/L K⁺是甜菜幼苗生长最佳营养浓度。     

外源锌对氮胁迫下薏苡幼苗生长及抗氧化系统的影响

为缓解薏苡氮胁迫伤害,为缺氮地区薏苡栽培提供参考依据。以贵州省黔西南薏苡种子为试验材料,采用盆栽试验方法,测定分析外源锌与氮胁迫对薏苡幼苗形态生长、叶绿素含量、生物量积累与分配、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)积累的影响。结果表明,（1）缺氮时薏苡幼苗株高、根长、主根数、总叶片数及各部分生物量显著下降（P<0.05,下同）,致使总生物量较对照显著降低80.65%,CAT、POD活性受到显著抑制,MDA含量显著增加26.29%。（2）施锌显著增加了薏苡株高、叶面积及茎生物量,叶绿素含量整体呈上升趋势,CAT、POD活性显著提高;同时,根系对外源锌表现较为敏感,其根长显著降低28.09%,而主根数显著增加16.86%;（3）缺氮施锌显著提高缺氮薏苡幼苗株高和根长,增幅分别为20.30%、17.72%,抗氧化酶CAT活性显著提高171.01%,而对POD活性及MDA积累影响不大。研究认为,氮胁迫下施锌能促进薏苡幼苗生长和抗氧化系统的平衡,提高薏苡幼苗的适应能力,在一定程度上缓解了氮胁迫所导致的不良影响。     

乌拉尔甘草实生苗对土壤盐胁迫的形态与结构响应

以乌拉尔甘草1年生实生苗为实验材料,选取Na Cl、Na2SO4和Na HCO33种不同浓度的单盐,采用水培法对其进行30天的盐胁迫处理。盐胁迫结束后对株高、根长、根生物量、植株总生物量及叶面积进行测量,结合石蜡切片技术和扫描电镜技术对叶片显微结构及叶片表面进行观察,测量叶片厚度,统计气孔密度及腺体密度,比较不同盐胁迫对植株生长的影响,观察乌拉尔甘草对不同盐分胁迫环境的形态和结构响应。结果表明,3种盐对乌拉尔甘草幼苗生长的盐害作用强弱顺序为Na HCO3>Na Cl>Na2SO4。Na2SO4处理极显著地促进了乌拉尔甘草根生物量和植株总生物量的积累,且随盐浓度的升高促进作用呈增加的趋势。中浓度的Na2SO4处理促进了株高的增长和根的伸长,其余浓度则呈不同程度的抑制效果。高浓度Na2SO4处理使叶片栅栏组织细胞层数增多,因此叶片厚度和比叶重相应增加。中、低浓度Na Cl处理的植株总生物量显著小于对照组,但对根生物量未造成显著影响。高浓度Na Cl处理促进了乌拉尔甘草根系的发育和根生物量的积累,使总生物量显著增加。Na Cl处理条件下的叶面积和叶片厚度显著减小。Na HCO3浓度>50 mmol/L时植株无法存活,浓度≤50 mmol/L的处理对株高和根长无显著影响,但有助于乌拉尔甘草根生物量和总生物量的积累。25 mmol/L处理显著抑制了叶片面积的增大,使叶片增厚,比叶重增加。3种单盐胁迫均促进了叶表面气孔的分化,但抑制了叶表面腺体的发育。     

水曲柳苗木根系和叶片氮的分配及对生物量影响

为研究氮素浓度对水曲柳(Fraxinus mandshurica)苗木根系和叶片内氮的分配以及对苗木生物量的影响,采用温室砂培实验对4个不同氮素浓度处理(1、4、8、16 mmol/L)下的一年生水曲柳幼苗在不同生长时期根系、茎干和叶片中氮素浓度及其关系进行测定分析.研究结果显示:氮素供给浓度显著影响苗木根系氮浓度和叶片氮浓度.随供氮水平提高,苗木体内根系和叶片氮浓度都明显提高.在生长初期(6月)和中期(7月和8月),叶片中氮浓度分别高于根系9.40、9.55和4.21mg/g,而在生长末期(9月)叶片中氮浓度低于根系;根系中氮浓度与叶片中氮浓度有密切线性关系,在生长初期和中期,根系氮浓度增加1个单位,叶片氮浓度平均增加1.6个单位,在生长末期相关性减弱;氮有效性增加能够促进根系和地上部分生物量增长,其中根系生物量增加明显高于地上部分.当氮供应不足(氮浓度为1和4 mmol/L)时,分配到根系生物量1个单位,则分配到地上部分生物量约为0.28个单位.氮供应充足条件下,线性关系也较弱.说明水曲柳是一个对氮素比较敏感的树种,苗木根系和叶片中的氮浓度与其生物量存在显著的关系.     

硼素对甜菜根系影响的研究

研究硼素对甜菜根系形态参数、生理活性的影响,阐明硼素对甜菜根系性能的影响机制,为甜菜生产实践硼肥施用提供理论依据。以甜菜单粒种‘HI0099’为试验材料,在水培条件下,设置十分缺乏(T₁,0.05 mg/L)、缺乏(T₂,0.5 mg/L)、正常(T₃,2.0 mg/L)及过量毒害(T₄,30.0 mg/L)4个硼营养浓度,对甜菜根系干物质量、冠根比、根系形态及活力进行测定,分析甜菜根系生长及生理变化规律。结果表明：硼素缺乏和毒害胁迫均降低了甜菜根系的干物质重;硼素缺乏胁迫降低了冠根比值,硼素毒害胁迫升高了冠根比值。在硼素缺乏与毒害胁迫下,根系体积、根粗、根系活力均有下降的趋势,且随着生育进程推进降低的幅度增大。综合分析表明,硼素胁迫降低了甜菜的根系活力,影响了根系的生长及干物质积累,进而导致根系性能恶化和根冠比例失调。因此,在甜菜生产中合理施用硼肥来改善根系生长与生理活性、调节冠根比例,对甜菜高产优质栽培具有重要实践意义。     

肾形肾形虫干预下甜菜幼苗的光合响应

为了探讨原生动物新物种肾形肾形虫(Colpoda reniformis)对甜菜幼苗的光合特征的干预情况以及对甜菜幼苗生长情况的影响。采取液体培养方法，选用中国农业科学院甜菜研究所育种品系701为试材，设置接种与未接种肾形肾形虫两个处理，通过生理指标分析和相关性分析来评价肾形肾形虫干预下甜菜幼苗基础表型特征以及光合特性。与未接种肾形肾形虫的处理相比，接种肾形肾形虫后，甜菜幼苗的表型特征及生物量的积累均有显著促进作用，植株的总株高、叶面积、根长、地上部和地下部干质量分别增加了14.14%、15.49%、20.09%、10.0%和33.3%。另外，接种肾形肾形虫后甜菜叶片的Pn、Gs、叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量显著高于对照，分别增加了43.91%、40.56%、31.58%、31.82%、31.72%。谷氨酰胺合成酶(GS)活性显著增加23.52%。氮素干物质生产效率和氮素积累量的地上和地下分别增加6.3%、8.8%和5.3%、19.7%。相关性分析表明光合特性的指标、氮效率以及植株的叶面积在甜菜生长过程中发挥重要作用。因此，肾形肾形虫可以干预甜菜幼苗的生长发育，通过增加叶面积、叶绿素含量来提高光合作用进而提高氮效率，最终促进甜菜幼苗的生长及生物量的积累。     

不同硝态氮供应水平对平邑甜茶生长及氮素吸收利用和分配特性的影响

氮的吸收和合理分配对果树生长发育和产量及品质的形成具有重要作用,适宜供氮可实现植物的最适生长,充分挖掘植物的生长潜力。以平邑甜茶幼苗为试材,利用~(15)N同位素示踪技术,在砂培盆栽条件下研究不同硝态氮供应水平(0.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00、24.00 mmol/LNO_3~-,分别用N_0、N_1、N_2、N_3、N_4、N_5、N_6表示)对植株生长及植株氮素吸收、利用和分配特性的影响。结果表明:随着供氮水平的提高,平邑甜茶幼苗的生物量、叶绿素(SPAD)、叶面积、根系长度、根表总面积、根尖数、根系活力、植株全氮均是先升高后降低,分别在N_3处理达到最高水平;Ndff值、~(15)N吸收量、氮肥利用率随着供氮水平提高均是一直降低。在低氮(N_1~N_2)条件下,~(15)N主要分布在叶片,N_1、N_2处理分别51.39%、45.90%,其次是根、茎。高氮(N4~N6)条件下,~(15)N开始向根部转移,N_4、N_5、N_6处理分别占43.80%、45.40%、51.46%。综合考虑在保证氮肥利用率较高的同时,Hoagland营养液硝态氮浓度在12.00 mmol/L水平时,显著促进了平邑甜茶幼苗的生长、根系的发生和氮素的吸收,各器官氮素分配比较均匀,平邑甜茶幼苗生长最适。     

玉米杂交种及其亲本苗期性状对低氮胁迫的动态响应

以玉米杂交种先玉335及其亲本（PH6WC、PH4CV）和豫玉22及其亲本（综3、87-1）为试验材料,通过水培方法,设置低氮（0.04mmol/L,LN）和正常氮素（2mmol/L,CK）水平2个处理,分别在培养3、7和14d后,对其幼苗生物量积累、叶片和根系表型、叶绿素及氮素含量等进行分析,探究低氮胁迫下玉米杂交种及其亲本幼苗性状的动态变化。结果表明,玉米苗期根系对低氮的响应要早于地上部,且杂交种对低氮的响应比亲本更为迅速。在CK和LN处理下,杂交种幼苗的多个性状均存在中亲和超亲优势,豫玉22的根尖数、根系氮积累量占比和先玉335的总根长、根表面积及根尖数的杂种优势在3个时间点与CK处理相比均有较大幅度提高。通过耐低氮指数分析发现,杂交种的耐低氮能力介于2个亲本之间或与其中1个亲本接近。     

Sucrose Accumulation in Sugar Beet Under Drought Stress

Drought stress may affect sucrose accumulation of sugar beet by restricting leaf development and storage root growth. The objective of this study was to identify changes occurring in the storage root of Beta beets in growth characteristics and ions and compatible solutes accumulation under drought with regard to sucrose accumulation. Two pot experiments were conducted: (1) sugar beet well supplied with water (100 % water capacity), under continuous moderate (50 %) and severe drought stress (30 %), (2) sugar beet and fodder beet well supplied with water (100 %) and under continuous severe drought stress (30 %). Under drought stress, the ratio of storage root to leaf dry matter of sugar beet decreased indicating a different partitioning of the assimilates. The sucrose concentration of the storage root was reduced. In the root, the number of cambium rings was only slightly affected, although drought stress was implemented already 6 weeks after sowing. In contrast, the distance between adjacent rings and the cell size was considerably restricted, which points to a reduced expansion of existing sink tissues. The daily rate of sucrose accumulation in the root showed a maximum between 16 and 20 weeks after sowing in well‐watered plants, but it was considerably reduced under drought stress. The concentration of compatible solutes (K, Na, amino acids, glycine betaine, glucose and fructose) decreased during growth, while it was enhanced because of drought. However, when sucrose concentration was added, a constant sum of all examined solutes was found throughout the vegetation period. It was similar in sugar beet and in fodder beet despite different concentrations of single solutes, and the total sum was not affected by water supply. A close negative relationship between the concentration of compatible solutes and sucrose occurred. It is therefore concluded that the accumulation of compatible solutes in the storage root of Beta beets under drought might be a physiological constraint limiting sucrose accumulation.