咪唑乙烟酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的机理研究

【目的】探索咪唑乙烟酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的关键机制,为解决咪唑乙烟酸长期大量应用对根瘤固氮的毒害提供依据。【方法】采用田间试验方法,研究咪唑乙烟酸茎叶处理对根瘤固氮酶活性的影响与根瘤豆血红蛋白含量、根瘤类菌体和细胞浆中氨含量的关系。【结果】咪唑乙烟酸施用后21 d内,固氮酶活性受到显著抑制。112.5和225.0 g a.i./hm2施药量下,对豆血红蛋白含量的抑制峰值分别出现在第7、14天,抑制率分别为30.52%和35.41%,抑制作用分别在第21、28天得到解除。根瘤类菌体中氨含量抑制峰值均出现在第14天,抑制率分别为35.33%和48.96%,第28天氨含量均恢复正常。细胞浆中氨含量显著增高,且分别在第 21、28天恢复正常。【结论】咪唑乙烟酸茎叶处理后,豆血红蛋白含量降低是导致固氮酶活性降低的1个重要原因,同时细胞浆中氨积累也造成了对固氮酶活性的反馈抑制。     

咪唑乙烟酸对大豆根瘤固氮酶和硝酸还原酶活性的影响

【目的】明确咪唑乙烟酸对大豆根瘤固氮酶及硝酸还原酶活性的影响,为正确评价咪唑乙烟酸施用后对大豆氮代谢的影响提供依据。【方法】采用田间试验方法研究咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理后对大豆根瘤固氮酶和硝酸还原酶活性的影响。【结果】咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理对大豆根瘤固氮酶活性均具有显著的抑制作用。土壤处理后随着时间的延长,对根瘤固氮酶活性的抑制作用增强,至75d咪唑乙烟酸62.5,125和250ga.i.·hm-2用量下,根瘤固氮酶活性分别降低0.2186,0.2198和0.2471mmolC2H4·g-1·h-1。茎叶处理后随着时间的延长对固氮酶活性的抑制作用减小,至38d咪唑乙烟酸62.5和125ga.i.·hm-2用量下,根瘤固氮酶活性分别降低0.1778和0.2177mmolC2H4·g-1·h-1。根系硝酸还原酶活性在咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理后受到显著的抑制作用,表现为先增高后降低。叶片硝酸还原酶活性在咪唑乙烟酸茎叶处理后30d内受到较强的抑制作用,而土壤处理后的75d,叶片硝酸还原酶只有在咪唑乙烟酸250ga.i.·hm-2时酶活性才受到显著抑制。【结论】咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理使大豆根瘤固氮酶活性和硝酸还原酶活性显著降低,对大豆氮代谢具有显著的抑制作用。     

大豆共生固氮与叶片全氮含量之间关系的研究

:研究了在不同配比的NO3- -N与NH4 +-N下大豆根瘤的生长及根瘤固氮酶活性和叶片全氮含量的变化。结果表明 :7种配比的NO3- -N与NH4 +-N均降低根瘤鲜重 ,抑制根瘤固氮酶活性 ,但提高叶片全氮含量。叶片全氮含量与根瘤鲜重、根瘤固氮酶活性之间呈显著负相关     

氟磺胺草醚及其降解菌对大豆生长及生物固氮的影响

从生长于氟磺胺草醚污染土壤的大豆根瘤中筛选出的Sinorhizobium sp.W16菌株,能高效降解氟磺胺草醚并能缓解氟磺胺草醚的生物负效应。以大豆（苏C1008）为研究对象,采用盆栽试验,探究Sinorhizobium sp.W16对大豆生长、氮累积量、根瘤固氮酶活性及根际土壤氮循环相关微生物功能基因丰度等的影响。结果表明：氟磺胺草醚的施用量（以有效成分计）超过450 g·hm^-2时显著降低了大豆生物量,抑制了大豆根瘤固氮酶活性和土壤脲酶活性,降低了土壤固氮细菌（nifH）、氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）基因丰度,限制了植物-根际系统的生物固氮及有机氮素转化;接种Sinorhizobium sp.W16降解菌显著提高土壤中氟磺胺草醚的降解率至81.97%,且显著提高了大豆根瘤干质量、根瘤固氮酶活性和土壤nifH基因丰度,增强了大豆的固氮作用,同时刺激了脲酶活性,提升土壤AOA和AOB的基因丰度,增加了土壤有效氮素的供应,从而使大豆植株氮含量提高了15.85%~24.93%。研究表明,氟磺胺草醚的施用抑制了大豆-根际系统的生物固氮作用,但接种Sinorhizobium sp.W16降解菌不仅能有效降低土壤中氟磺胺草醚的残留量、缓解氟磺胺草醚对大豆的持续药害,还增强了植物-根际系统中生物固氮能力、土壤有效氮素供应及大豆的氮素累积,对修复氟磺胺草醚污染土壤、增强大豆固氮具有较好的应用价值和市场前景。     

氟磺胺草醚对不同豆科作物生长及根际固氮菌的影响

为了研究豆田常用长残效除草剂氟磺胺草醚对不同季节豆科作物生长及根际固氮微生物的影响规律与机制,选取春大豆、四季豆、夏大豆、绿豆、蚕豆及豌豆为材料,于春、夏、秋季开展田间小区试验。通过对豆科作物地上部与根部性状的分析,明确不同浓度氟磺胺草醚对豆科作物的药害规律,采用荧光定量PCR技术分析固氮酶nifH基因丰度的变化,明确氟磺胺草醚对豆科作物根际固氮细菌的影响,并通过方差与相关性分析揭示不同豆科植物对氟磺胺草醚的响应模式差异。结果显示:氟磺胺草醚对夏大豆生长及产量无显著影响;1倍浓度(225 g·hm~(-2))氟磺胺草醚对春大豆、绿豆与豌豆不产生药害作用,且能够使绿豆与豌豆增产3.5%～17.5%,但2倍浓度(450 g·hm~(-2))会使这3种作物显著减产12.2%～19.6%;氟磺胺草醚对四季豆和蚕豆的药害作用严重,使作物产量显著下降23.0%～61.5%。豆科作物的产量与其根部性状显著相关,高浓度氟磺胺草醚会使6种豆科作物根鲜质量、根瘤数量、根瘤鲜质量均呈显著降低趋势。氟磺胺草醚的施用使作物根际固氮细菌的丰度显著下降,其变化趋势与豆科作物根部性状一致。研究建议氟磺胺草醚的施用量(有效成分用量)为:春大豆、绿豆、豌豆控制在225 g·hm~(-2),夏大豆可放宽至450 g·hm~(-2),四季豆和蚕豆不适宜施用氟磺胺草醚。研究表明,作物根际固氮细菌丰度的变化可能是导致结瘤能力改变的原因。     

玉米-大豆带状套作对大豆根瘤性状和固氮能力的影响

【目的】研究玉米-大豆带状套作系统中大豆生物量积累、根瘤特性、固氮酶活性和植株酰脲含量与固氮能力间的关系,明晰套作根系固氮能力的变化规律,为筛选适宜玉米-大豆带状套作的大豆品种提供理论依据。【方法】以强结瘤大豆NTS1007及其亲本BRAGG和本地耐荫大豆南豆12三个结瘤特性不同的大豆品种（系）为试验材料,在大田试验条件下,采用传统挖掘法挖根考察根瘤生长特性,并对玉豆带状套作下的大豆地上部与地下部生物量积累、根瘤固氮酶活性和植株酰脲含量进行测定和分析。【结果】与单作相比,玉豆带状套作下大豆植株生物量显著下降,地下部（33.15%）较地上部（20.84%）下降更为明显,根瘤生物量受地上部和地下部的共同调控（R2=0.613、0.916）;大豆根瘤数目、单株瘤重和酰脲含量均显著下降,根瘤数目与地下部生物量呈显著正相关（R2=0.813）;单位重量和单株固氮酶活性均显著下降,在达到峰值后下降速度均小于单作;单株固氮酶活性增长速率最快的时间滞后于单作。不同结瘤特性大豆对玉豆带状套作的响应不同,玉豆带状套作下NTS1007单株根瘤数目最多,但与单作相比其降幅最大（52.42%）,BRAGG地下部和地上部生物量、根瘤重量下降幅度最大（37.73%、31.28%、43.25%）,南豆12的根瘤数目、地上部和地下部生物量、根冠比的降幅均为最小（40.12%、10.17%、19.83%、10.41%）;玉豆带状套作下NTS1007的单株固氮酶活性和单位重量酰脲含量降幅最大（64.41%、21.72%）,BRAGG的单位重量固氮酶活性降幅最大（24.16%）,南豆12的单位重量和单株固氮酶活性、单株酰脲含量均表现为最高,且降幅最小（10.01%、45.81%、17.88%）。【结论】玉豆带状套作显著降低了大豆地上部、地下部生物量和根冠比,减少了单株根瘤数目,降低了单位重量根瘤和单株固氮酶活性,抑制了大豆固氮能力的发挥。但生殖生长后期固氮能力下降速度低于单作,这有利于套作大豆籽粒蛋白质的积累。不同结瘤特性大豆对套作的响应不同,强结瘤大豆NTS1007的地上部干物质积累和地下根瘤形成对套作环境反应敏感,南豆12则对玉豆带状套作表现出了良好的适应性。     

寒地超级稻SS酶、ADPG焦磷酸化酶及光合特性与灌浆速率关系研究

试验对黑龙江省寒地超级稻品种松粳9号的蔗糖合成酶、ADPG焦磷酸化酶、光合特性及其与灌浆速率的关系进行了研究。结果表明:籽粒ADPG焦磷酸化酶活性、蔗糖合成酶活性与灌浆速率极显著正相关,功能叶蔗糖合成酶活性和RuBP羧化酶活性、净光合速率与灌浆速率分别呈显著正相关和极显著正相关,高产寒地超级稻品种松粳9号的酶活性与净光合速率均高于常规品种松粳6号,且差异达极显著水平。将蔗糖合成酶和ADPG焦磷酸化酶、RuBP羧化酶活性、净光合速率的高低作为超级稻品种选育的生理指标是可行的。     

棉花不同品种叶片和纤维中蔗糖磷酸合成酶活性变化 及其与糖含量的关系

利用山农棕02、丰抗6号、中棉453个品种在大田栽培的条件下,研究了叶片和纤维中蔗糖磷酸合成酶活性的变化及与糖含量的关系。结果表明,在3个品种的叶片和纤维中,蔗糖磷酸合成酶活性均出现双峰,在开花当天最高,花后18d次之,整体呈下降趋势;与此同时可溶性总糖和蔗糖的含量变化以及光合速率的变化也成相似的变化。3个品种中,丰抗6号蔗糖磷酸合成酶活性和含糖量最高,中棉45次之,山农棕02最低。3个品种的相应观测指标之间均呈极显著差异。     

不同年代水稻品种叶片氮含量变化及其与净光合速率的关系

【目的】探索在遗传改良过程中水稻植株叶片全氮含量的变化及其与净光合速率的关系,明确其在不同年代的变化趋势。【方法】以吉林省1958-2005年育成的33个水稻品种为材料,用凯氏定氮法测定植株叶片全氮含量,用LI-6400型光合测定系统测定功能叶片净光合速率,研究在遗传改良过程中吉林省不同年份育成水稻品种叶片全氮含量与其光合特性的协同进化规律。【结果】随着水稻品种育成年代的推进,叶片全氮含量、叶绿素含量、比叶重、净光合速率均呈增加趋势,而氮素光合利用效率则呈降低趋势;在抽穗期和抽穗后10d,叶片全氮含量与育成年代分别呈极显著或显著正相关;在抽穗期30d,叶绿素含量与育成年代呈极显著正相关;在抽穗期和抽穗后10d,比叶重与育成年代分别呈极显著或显著正相关;在抽穗后10d,净光合速率与育成年代呈显著正相关;而在抽穗期和抽穗后10d,氮素光合利用效率与育成年代呈极显著负相关;抽穗期水稻叶片全氮含量与产量呈极显著正相关。【结论】水稻品种遗传改良过程中,植株叶片氮含量和净光合速率都得到了显著提高,但叶片氮含量的增加幅度明显大于净光合速率的增长,因此在品种改良过程中应注重叶片净光合速率的提高。     

烤烟生长期碳氮代谢关键酶的活性与叶面分泌物的相关性

为特色优质烟叶开发和高香气、低危害烤烟品种选育提供理论依据,以豫烟11号、K326为试验材料,采用大区种植方式研究不同品种烤烟中部叶片碳氮代谢关键酶活性与叶面分泌物含量的变化规律及其相关性。结果表明:中部叶在生长发育过程中,碳氮代谢关键酶活性均呈先升后降趋势,硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶在叶龄50d时达峰值,淀粉酶与蔗糖转化酶在叶龄60d时达最大值。叶面分泌物含量呈先升后降趋势,在叶龄60d时达峰值。在生育期内,豫烟11号碳氮代谢关键酶活性及叶面分泌物含量均高于K326。叶面分泌物含量与谷氨酰胺合成酶呈显著正相关,与淀粉酶、蔗糖转化酶呈极显著正相关。     

不同叶型棉花功能叶片光合特性差异分析

选用正常掌状叶和鸡脚叶2种叶型的棉花近等基因系作为材料,分别在苗期、蕾期、花铃期和吐絮期,测定主茎功能叶片光合生理指标及2种蔗糖合成相关酶活性,并对各项测定指标与产量因素进行相关性分析,以期为选育棉花高产品种提供理论依据。结果表明,整个生育期正常叶棉花净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均高于鸡脚叶;除苗期外,其他生育时期正常叶总叶绿素含量、蔗糖磷酸合成酶活性、蔗糖合成酶活性均高于鸡脚叶;蕾期和花铃期,正常叶碳水化合物含量高于鸡脚叶;相关性分析表明,净光合速率、蔗糖磷酸合成酶活性、蔗糖合成酶活性与单铃质量呈显著正相关。与鸡脚叶相比,正常掌状叶棉花叶片光合色素含量、2种蔗糖合成相关酶活性等较高,有利于光合产物的转运与积累,是其产量较高的主要原因。     

铬对大豆生理代谢及固氮作用的影响初报

盆栽试验表明:铬使大豆叶内可溶性糖、蛋白质和叶绿素含量显著减少,使硝酸还原酶活性增加;高浓度的铬可使大豆的根和叶出现受害症状,植株矮化,生育期延迟,光合生物量和产量下降。大豆结瘤与固氮对铬的反应十分敏感,铬使结瘤数减少,根瘤重下降,使根瘤内的蛋白质含量提高,豆血红蛋白含量减少;铬还使单株固氮酶活性(乙炔还原法测定)显著降低,用高浓度铬处理者克瘤固氮活性也显著降低。     

噻苯隆对大豆碳代谢与产量形成的影响

为探究植物生长调节剂噻苯隆（Thidiazuron）对大豆生育关键时期光合特性及碳代谢与产量的影响，2020年以“垦农18”大豆品种为试验材料，待大豆植株生长至盛花期叶面喷施不同浓度的噻苯隆调节剂，并测定不同浓度处理的大豆光合色素含量、光合参数、荧光特性、碳代谢关键酶活性、糖含量及大豆单株产量。结果表明，噻苯隆有助于增加大豆光合色素含量；在处理后18 d有效促进光合系统Ⅱ的光合活力，改善荧光反应活性；净光合速率和气孔导度显著提高，叶片光合能力增强；碳代谢关键酶活性提升，光合产物蔗糖、淀粉及可溶性糖含量升高，产量增加，可为调节剂噻苯隆在大豆优质高效生产中的科学利用提供理论参考。     

施氮量对小麦旗叶光合特性、SPAD值、籽粒产量及碳氮代谢的影响

为探讨氮素对小麦生长、产量及品质的最佳效应,以周麦22为试材,设置0,105,175,245,315 kg·hm~(-2)5个氮素水平,研究不同氮素用量对小麦旗叶光合特性、叶绿素含量(SPAD值)、施氮量与SPAD值相关关系、碳氮代谢相关酶活性、籽粒产量和蛋白质含量的影响。结果表明:不同氮素用量对小麦光合特性、SPAD值、碳氮代谢相关酶活性、籽粒产量和蛋白质含量影响显著。在0～245 kg·hm~(-2)范围内,光合速率、SPAD值随氮素用量的增加而增加,至245 kg·hm~(-2)时值最大,较对照分别增加142.51%和3.05%,与对照差异极显著(P0.01);315 kg·hm~(-2)时上述指标均下降。蒸腾速率和气孔导度变化规律一致,在N175时值最大,较对照分别提高了165.91%和89.16%。处理间胞间CO_2浓度与光合速率呈负相关关系。拔节期SPAD值与氮素用量具有显著正相关关系,决定系数为0.816,相关系数为0.783。籽粒产量和磷酸蔗糖合成酶活性随氮素用量的增加表现为先升高后降低的单峰变化规律,在245 kg·hm~(-2)时值最大,较对照分别增加了28.19%和31.71%,与对照差异极显著(P0.01);籽粒蛋白质含量与硝酸还原酶含量变化规律类似,均随氮素用量的增加而提高,至315 kg·hm~(-2)时值最大。但综合光合速率、SPAD值、产量和品质等指标,以245 kg·hm~(-2)作为周麦22在豫东地区的最佳氮肥用量。     

套作对大豆苗期茎秆纤维素合成相关糖类物质转化的影响及其与叶片光合的关系

【目的】从纤维素合成相关糖类物质转化的角度,阐明玉米大豆套作模式下,大豆苗期茎秆光形态建成的机理。【方法】在大豆单作和玉米大豆套作两种种植模式下,以强耐荫大豆南豆12和弱耐荫大豆南032-4为试验材料,对叶片光合速率和茎秆总碳、纤维素、可溶性糖、蔗糖、β-1,3-葡聚糖等含量进行测定和分析。【结果】与单作相比,套作大豆由于受到玉米荫蔽,苗期光合速率显著降低,但材料间对套作的反应程度不同,强耐荫大豆南豆12受套作荫蔽的影响程度相对较小,在套作下表现出较强的光合能力;套作显著降低了大豆叶片和茎秆的总碳含量,但南豆12的降低幅度显著低于南032-4。相关分析表明叶片光合速率与叶片和茎秆的总碳含量、茎秆的纤维素含量均呈极显著正相关（r=0.952,0.935,0.825,P＜0.01）,说明荫蔽通过影响大豆叶片的光合速率,减少了光合产物的积累和向茎秆中的分配,导致大豆植株茎秆纤维素含量降低;强耐荫大豆南豆12在荫蔽下的光合速率较高,光合产物积累较多,适合套作种植。在整个苗期,虽然套作大豆茎秆可溶性糖含量均显著低于单作,但β-1,3-葡聚糖和蔗糖含量在大豆出苗后30-51 d却表现为套作显著高于单作,且在套作模式下,两个大豆糖类物质转化率差异显著;同一种植模式下,强耐荫大豆南豆12茎秆可溶性糖、蔗糖和β-1,3-葡聚糖的含量和转化率均显著或极显著高于南032-4。对纤维素沉积方式分析表明,同一大豆材料,单作模式下茎秆纤维素快速累积时间和累积速率要高于套作;同一种植模式下,强耐荫大豆南豆12纤维素快速累积时间要短于南032-4,但差异较小,而累积速率要高于南032-4,最终导致南豆12的茎秆纤维素含量显著高于南032-4。【结论】套作荫蔽降低了大豆叶片的光合能力,减少了光合产物向茎秆的运输量和茎秆填充物的含量,改变了茎秆纤维素的沉积方式,使得纤维素的含量降低;而强耐荫性大豆南豆12在套作模式下能保持较高光合能力和茎秆纤维素合成能力,具有较强的抗倒伏性。     

玉米-大豆带状套作利于大豆子粒蛋白质的积累

<正>研究玉米-大豆带状套作系统中大豆生物量积累、根瘤特性、固氮酶活性与固氮能力间的关系,明确套作根系固氮能力的变化规律,以强结瘤大豆NTS1007为试验材料,在大田试验条件下,采用传统挖掘法挖根考察根瘤生长特性,并对带状套作下的大豆地上部与地下部生物量积累、根瘤固氮酶活性和植株酰脲含量进行测定和分析。与单作相比,带状套作下大豆植株生物量显著     

河套蜜瓜果实发育期间源叶碳水化合物代谢的特性研究

以河套蜜瓜为试材,进行果实发育期间源叶净光合速率、碳水化合物含量及其代谢相关酶活性变化的研究.结果表明:(1)在幼果期和果实迅速膨大期初期(0～ 12d),源叶净光合速率,总可溶性糖和淀粉含量逐渐升高,相应地蔗糖磷酸合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性均呈显著升高趋势;(2)在果实迅速膨大期后期和缓慢生长期(12～ 32d),源叶净光合速率,总可溶性糖含量和蔗糖磷酸合成酶活性均保持较高水平,而淀粉含量和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性则维持较低水平;(3)在果实成熟期前,源叶中蔗糖含量受蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶合成方向正调控,淀粉含量受腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶正调控.     

不同甜高粱品种蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性与糖分积累的关系

以12个品种的甜高粱为材料,测定其叶片和茎秆在4个主要生长时期的可溶性糖含量以及蔗糖合成酶(sucrose syhthase,简称SS)和蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,简称SPS)的活性变化,对2种酶的活性以及酶活性与可溶性糖含量之间的相关性进行分析,以了解甜高粱体内蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶对糖积累的影响。结果表明:在整个生长时期中,可溶性总糖含量不断提高,成熟期达到最大值。同一时期,茎秆中的2种酶活力大于叶片中的酶活力,在前期,2种酶活力差异不明显,但在生长后期,相同部位的SS活性要大于SPS活性。叶片中可溶性糖含量与SS活性呈极显著正相关(r=0.913,P0.01),与SPS活性也呈极显著正相关(r=0.92,P0.01);茎秆中可溶性糖含量与SS活性呈极显著正相关(r=0.989,P0.01),与SPS活性也呈极显著正相关(r=0.983,P0.01),说明SPS和SS是影响甜高粱糖积累的关键酶。     

新老水稻品种抽穗后叶片保护酶活性的变化及其与光合速率的关系

[目的]为水稻优良杂交亲本选择提供依据。[方法]研究了吉林省在20世纪50和90年代育成的8个水稻品种在水稻抽穗后叶片SOD、POD、CAT和MDA含量的变化以及保护酶活性与光合速率、产量之间的关系。[结果]在抽穗后20、30d,新品种水稻叶片SOD活性和POD活性在0.05水平显著高于老品种;齐穗期和齐穗后10d,新品种水稻叶片CAT活性在0.05水平显著高于老品种,齐穗后新品种水稻叶片MDA含量均低于老品种。相关分析结果表明,灌浆期叶片SOD、POD和CAT活性与叶片光合速率呈正相关,叶片MDA含量与光合速率呈负相关。新育品种抽穗后叶片保护酶活性增强,可延缓水稻开花后叶片衰老,增强光合速率,提高结实率和产量。[结论]齐穗后叶片保护酶活性可作为水稻优良杂交亲本选择的参考指标。     

氯嘧磺隆对大豆根圈土壤3种酶活性的影响

采用人工气候室内盆栽试验方法,研究了氯嘧磺隆对大豆根圈土壤脲酶、磷酸酶和纤维素酶活性的影响。结果表明：氯嘧磺隆在大豆田低用量95ga.i./hm^2条件下即会对大豆根圈土壤脲酶活性产生抑制作用,但随着氯嘧磺隆施药后时间的延长,脲酶活性的抑制作用得到解除;低用量氯嘧磺隆对磷酸酶活性表现为激活作用,并且在施药后的第7d和第14d磷酸酶活性与对照相比差异达极显著水平,但随着氯嘧磺隆施用量的增加,磷酸酶活性表现为降低规律,并且高剂量135ga.i./hm^2氯嘧磺隆处理对磷酸酶活性的抑制作用直到第35d与对照差异仍达显著水平。氯嘧磺隆施用后28d内,随着氯嘧磺隆施用剂量的增加,对纤维素活性的激活作用显著增强。