不同钼积累水平大豆品种苗期碳氮代谢生理差异

      为探究不同钼积累能力的大豆品种对缺钼条件下生理代谢的差异,以品种1301（钼高积累）和品种1304（钼低积累）为材料,在营养液培养下研究了两个品种光合碳代谢以及氮代谢生理差异。结果表明：缺钼降低了大豆叶片光合碳代谢能力。缺钼条件下,品种1301叶片光合速率可溶性糖、叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素a+b 含量显著高于1304,表明1301具有较高的光合碳代谢能力。缺钼也降低了根中氮代谢能力。缺钼条件下,品种1301中硝酸还原酶活性和铵态氮含量均显著高于品种1304,表明1301具有较强的氮代谢能力。以上结果表明大豆钼高积累品种能累积较多的钼,且表现出较高的碳氮代谢能力。因此认为培育大豆钼高积累品种是提高大豆生理代谢能力的一种经济有效的措施。     

不同氮效率油菜苗期碳氮代谢差异

为探究氮高效的机制,研究油菜苗期碳氮代谢规律,以两个氮效率差异显著的油菜种质（氮高效种质A294和氮低效种质A364）为材料,通过设置正常（CK, 9.5 mmol/L）和低氮（LN, 0.475 mmol/L）两个处理,比较不同氮效率油菜在根系形态、氮吸收转运同化、光合碳代谢生理指标以及碳氮代谢相关基因表达等方面的差异。结果表明,氮高效的A294在低氮胁迫下根系发达,植株生物量和氮累积量显著高于A364,前者根系吸收及向地上部转运氮的能力较强,而氮同化关键酶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性在两个种质间无显著差异;同时,A294叶片SPAD值、光合色素含量、净光合速率及磷酸蔗糖合酶基因BnaSPS的表达均更高。进一步分析发现,低氮胁迫下A294根系中硝酸盐转运蛋白基因BnaNPF7.3的表达显著高于A364,而BnaNPF7.2b在A364根系的表达则显著高于A294;此外,A364可溶性糖含量的根叶比及根系中蔗糖合酶基因BnaSUS表达高于A294,说明低氮胁迫下氮高效油菜A294可以将更多的营养元素（氮）分配至地上部,使叶片保持较高的光合速率,为生物体构建提供保障;而氮低效油菜种质A364则倾向于将有限的营养元素（氮）分配在根系并维持其生长发育,同时其根系可溶性糖消耗占比高于A294,导致其根冠比高于A294。由此认为,油菜在响应外界氮缺乏胁迫时,氮素与能量物质（可溶性糖）的分配与消耗差异会影响叶片碳代谢（光合作用、蔗糖合成）速率,最终导致油菜苗期氮效率的差异。     

钼对不同基因型甘蓝型油菜产量及钼吸收利用的影响

为研究油菜钼营养的基因型差异及其特性,利用30个甘蓝型油菜材料,在大田试验条件下研究了钼肥施用对油菜产量、产量构成因子及钼吸收利用的影响。试验结果表明,施钼(钼酸铵0.75kg/hm2)显著提高了油菜苗期SPAD值、成熟期干物质重和产量,最高增加幅度分别为20.0%、29.5%、37.7%;施钼有增加大多数材料千粒重、降低多数材料单株角果数的趋势,而对果粒数影响不大,推测千粒重增加是施钼增产的主要原因之一。施钼显著提高了根、茎秆、角壳和籽粒等各部位的钼含量、单株钼含量和单株钼累积量,其中单株钼含量和单株钼累积量上升幅度分别为66.1%~88.2%和70.5%~87.5%。不同基因型油菜籽粒钼含量差异达5倍。说明存在高钼油菜资源,而且施用钼肥能提高油菜籽粒中钼含量。这为有效提高菜籽油中钼含量进而改善人体钼营养提供了可能。     

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。     

不同氮素供应对油菜苗期生长及碳氮分配的影响

为明确不同氮素供应对油菜苗期碳氮积累及其在地上与地下部分配的影响,开展营养液水培试验,蒸馏水育苗移植后即开始全量营养培养。试验设置6个氮素培养浓度,分别为0. 01、0. 05、0. 1、0. 5、1. 0和6. 0mmol/L,每7d取样,动态监测培养35d内的油菜地上和地下部的干物质及碳氮积累动态。结果表明,随氮素营养供应增加,单株叶面积、地上部干物质、各部位氮含量及氮积累量显著增加;根系干物质及碳氮积累量先增加后降低,各部位碳含量不受影响。分别在培养后第7～21d,各处理间以0. 1、0. 5和1. 0mmol/L处理根系物质积累量较高,第28d后根系物质积累随氮素供应增加而增加。增加氮素供应显著降低植株根冠比(R/S)。单位面积叶片碳积累速率和单位质量根系氮吸收速率在氮素缺乏条件下,随氮素含量增加而增加。综上可知,氮素供应不足时,碳氮向根系的分配增加,植株碳氮积累速率显著降低,地上部受氮素缺乏影响更大。     

外源独脚金内酯对油菜苗期干旱胁迫的缓解效应

为了探究外源独脚金内酯(SLs)对油菜苗期干旱胁迫的缓解效应,以甘蓝型油菜品种中双11为材料进行盆栽试验,研究了0.18μmol/L SLs灌根处理对正常供水和干旱胁迫下油菜长势、光合速率、抗氧化系统和渗透调节物质的影响。研究表明,外源SLs能有效缓解干旱胁迫对油菜苗期生长的抑制作用,与干旱胁迫相比,SLs处理后干物质积累量增加了21.13%,总叶绿素含量和叶片净光合速率分别提高9.37%和90.65%,可溶性糖和脯氨酸含量分别增加26.53%和25.28%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等酶活性分别提高12.58%,12.04%和12.61%;抗氧化物质抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量分别增加14.15%和18.96%,抗坏血酸/脱氢抗坏血酸(ASA/DHA)、还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)比值提高;活性氧水平显著降低,过氧化氢(H2O2)含量和超氧阴离子自由基(O2·-)产生速率分别下降了11.18%和15.28%,有效减少叶片丙二醛(MDA)的积累,减轻因干旱胁迫导致的膜系统损伤。综上,SLs处理能加快干旱条件下油菜叶绿素合成速度,提升叶片光合能力,提高叶片抗氧化能力,促进油菜苗期生长,有效提高油菜苗期抗旱性。     

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。     

羧甲基壳聚糖对小麦幼苗碳氮代谢相关酶活性的影响

为探讨羧甲基壳聚糖对小麦幼苗碳氮代谢的调控效果,以鲁麦22号为材料,利用0.2%羧甲基壳聚糖水溶液喷洒小麦幼苗,测定幼苗的NRA,GOGAT,RUBP羧化酶活性,光合速率和氨基酸含量的变化。使用羧甲基壳聚糖后,种子萌发后的7～15d内,NRA的活性始终比对照高30%～40%,GOGAT的活性比对照高15%～37.5%,游离氨基酸含量可提高10%左右,光合速率及RUBP羧化酶活性也比对照高。试验结果表明羧甲基壳聚糖对小麦幼苗的碳、氮代谢特别是对氮代谢具调节作用。     

小麦苗期叶片碳氮平衡与低氮诱导的叶片衰老之间的关系

为了解小麦叶片衰老与缺氮诱导及碳氮平衡之间的关系,以两个缺氮衰老响应敏感品种(周麦24和运旱618)和两个缺氮衰老响应不敏感小麦品种(衡观35和西农979)为材料,分析了小麦苗期低氮诱导下表征叶片衰老的叶绿素含量、F_v/F_m、净光合速率,以及表征碳氮平衡的全氮和非结构性碳水化合物(可溶性糖、淀粉)比值。结果表明,低氮胁迫后,4个小麦品种叶片的净光合速率、叶绿素含量和F_v/F_m显著降低,说明低氮诱导和加速了小麦叶片的衰老,而缺氮衰老响应敏感品种的衰老程度显著高于不敏感品种。缺氮衰老响应敏感和不敏感小麦品种叶片氮含量在低氮胁迫后均显著降低,同时碳累积量(可溶性糖和淀粉含量)均显著升高。进一步分析表明,缺氮诱导的小麦叶片衰老可能并非受独立的氮缺乏和碳累积调控,而可能与碳氮平衡(碳氮比例)有关,即碳氮平衡可能参与了低氮诱导的叶片衰老调控,而缺氮下耐衰老品种的叶片维持碳氮代谢平衡的能力较强。     

锌钼营养对苦瓜产量、品质及叶片氮素代谢的影响

采用田间试验、植株生理生化测定方法,研究了锌钼营养对苦瓜（品种株洲长白）产量、品质及叶片氮素代谢的影响。结果表明:在土壤缺锌、钼的条件下,叶面喷施一定范围质量浓度配比的硫酸锌和钼酸钠均可显著提高苦瓜产量,并可提高苦瓜蛋白质、可溶性糖、维生素C（Vc）和17种氨基酸,尤其是人体必需氨基酸含量,降低NO3-含量,改善苦瓜品质;锌钼营养还可提高叶片蛋白质、核酸含量以及硝酸还原酶（NR）活性,并降低游离氨基酸、NO3-含量和核糖核酸酶（RNase）活性。在对叶片氮素代谢的影响程度上,锌和钼的作用存在一定的差异,且锌和钼呈现相互促进作用。苦瓜产量与叶片NR活性,叶片蛋白质与硝酸还原酶活性、核酸含量呈极显著正相关,而苦瓜产量与叶片RNase活性、叶片蛋白质与游离氨基酸、叶片核酸与RNase活性、叶片NO3-含量与硝酸还原酶活性等两两相互间则呈极显著负相关。讨论了锌钼对苦瓜品质和氮代谢的影响机理。      

渍水对冬油菜苗期生长及生理的影响

以中双9号油菜为材料,通过盆栽试验研究了苗期不同渍水时间对冬油菜生长和生理指标的影响。结果发现,光合色素含量在整个试验期间一直下降。其它生长及生理指标均表现为先升高后降低的趋势,其中相对生长率、根系活力、可溶性糖、根系丙二醛（MDA）含量、叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性在渍水第13d时达到最高,而叶片MDA含量则在渍水胁迫24d时达到最大值。说明渍水胁迫对冬油菜幼苗地上部和根系生长产生显著影响。短期渍水胁迫下,油菜幼苗能够通过调节自身的生理代谢活动,维持一定的生长量;但是随着胁迫时间的延长,植株生理活动受到严重影响,油菜幼苗生长受抑制,相对生长率显著降低。     

腐植酸浸种对不同耐盐性小麦品种幼苗碳氮代谢的影响

为了解腐植酸对小麦盐胁迫的缓解作用,以春小麦耐盐品种龙麦26和盐敏感品种克旱16为材料,分别用清水和腐植酸浸种,利用水培方式进行幼苗培养,在NaC1胁迫7d后,测定幼苗叶片硝态氮、铵态氮、可溶性蛋白质、蔗糖、可溶性糖含量,以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,分析腐植酸与盐胁迫对小麦碳氮代谢的互作效应.结果表明,盐胁迫抑制了春小麦茎叶的生长,降低了幼苗叶片硝态氮、铵态氮、可溶性蛋白质含量,以及NR活性和NR/SPS活性比.盐胁迫后,龙麦26的蔗糖、可溶性糖含量降低,叶片GS活性提高,但克旱16的蔗糖和可溶性糖含量升高.腐植酸浸种降低了盐胁迫下叶片硝态氮含量和NR、GS、SPS活性,提高了铵态氮、蔗糖和总可溶性糖含量,增加了龙麦26的可溶性蛋白质含量和NR/SPS活性比,以及克旱16的SPS活性,而降低了克旱16的可溶性蛋白质含量和NR/SPS活性比及龙麦26的SPS活性.推测腐植酸浸种可能是通过调控SPS活性和降低NR活性来增加蔗糖含量,从而影响小麦在盐胁迫下的碳氮代谢及平衡.     

油菜短柄叶光合衰退及其对产量的影响

以中双9号、中油杂11号和华油杂14号油菜为材料,测定花后短柄叶光合速率及生理指标,探讨短柄叶光合衰退与叶绿素含量等因素之间的关系及其对油菜产量的影响。结果表明,油菜短柄叶光合速率随叶片衰老而逐渐降低,1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)、可溶性蛋白和叶绿素含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈现出下降趋势,膜脂过氧化作用产物丙二醛(MDA)在叶片光合功能衰退过程中含量逐渐上升。油菜叶片光合衰退与RuBPCase含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量和SOD活性存在显著相关关系,表明光合速率的下降可能与油菜叶片衰老过程中N含量、叶绿素降解及蛋白质合成受抑制相关;SOD和CAT水平逐渐降低及MDA含量升高也表明,叶片衰老过程中氧自由基胁迫抑制光合作用。叶片光合作用与油菜单株产量的相关关系分析结果表明,油菜短柄叶光合速率,特别是短柄叶衰退的中后期光合速率是影响油菜产量的重要因素。     

5-羟色胺对油菜幼苗干旱的缓解效应

为探讨5-羟色胺（又名血清素）对油菜耐旱性的调节作用,以中双11号为材料,通过水培试验,采用PEG6000 (polyethylene glycol)胁迫模拟干旱,分析了干旱条件下施加外源5-羟色胺对油菜幼苗生长、活性氧代谢及渗透调节物质的影响。结果表明,在干旱模拟胁迫下,油菜的生长受到抑制,过氧化氢（H2O2）、丙二醛（malonadialdehyde,MDA）、脯氨酸（proline,Pro）以及可溶性糖(soluble sugar,SS)的含量明显增加,过氧化氢酶（catalase,CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase,APX）的活性显著提高。在干旱模拟条件下施加外源5-羟色胺可以缓解干旱对油菜幼苗的不良影响,促进其生长。与单纯干旱模拟条件下的幼苗相比,添加外源5-羟色胺显著地提高了CAT、SOD、APX的活性,减少了过氧化氢和丙二醛的积累,同时渗透调节物质脯氨酸与可溶性糖含量显著增加。以上结果说明,外源5-羟色胺通过增加油菜幼苗的抗氧化酶活性来清除过多的过氧化氢和丙二醛,减轻膜脂过氧化反应,同时提高渗透调节物质含量从而缓解干旱胁迫对油菜幼苗的不利因素,促进油菜幼苗生物量积累,提高油菜幼苗的耐旱能力。     

油菜毯状育苗基质改良Ⅳ硫酸铵施用量

为优化培育高质量油菜毯状苗的方法,完善育苗体系,以甘蓝型双低油菜品种宁杂1838为材料,采用传统标准的水稻育秧盘进行油菜毯状苗育苗,设置了在试验基质中拌入不同量硫酸铵的处理,通过测定油菜苗在不同时期的农艺性状、器官干重,研究了硫酸铵在不同用量对油菜毯状苗的调控效应;结果显示,试验基质中硫酸铵最佳用量范围为每盘4.37~4.62 g,这一用量条件下可显著增加存苗数、出叶数、绿叶数和单株叶面积,且干物质积累最多,最有利于毯苗移栽后返青活棵。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对不同甘蓝型油菜品种 萌发和幼苗生长的影响

采用10％聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫的方法，研究其对14个甘蓝型油菜品种发芽期生理生化性状的影响。结果表明，PEG-6000模拟干旱胁迫后，幼苗的相对活力指数在0.32－0.79之间，14个品种的平均相对活力指数为0.49。干旱胁迫后，14个油菜品种的平均苗高比对照降低40.68％，平均单株鲜重比对照降低34.2％，平均成苗率比对照降低18％。但干旱胁迫对根系生长的影响差异不显著。PEG-6000模拟干旱胁迫后，幼苗丙二醛（MDA）、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白的含量和电导率均比对照极显著提高，丙二醛的平均含量比对照提高96.7％，可溶性糖平均含量比对照提高75.0％，脯氨酸平均含量比对照增加2204.9％，可溶性蛋白的平均含量比对照增加56.2％，平均电导率比对照增加34.8％。在各种指标中，相对活力指数较为直观、综合地反映了发芽和生长性状，可作为油菜发芽期抗旱鉴定的主要指标。     

生长调节物质对深播和渍水小麦幼苗生长和籽粒产量的影响

为探究可促进冬小麦弱苗转壮、实现稳产的化控途径,在深播和深播+渍水两种条件下研究了喷施生长素(IAA)、玉米素(ZT)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、赤霉素(GA)、2,4-表油菜素内酯(EBR)、亚精胺(SP)、碧护(BH)和去离子水(CW)对小麦幼苗生长、产量及其构成的影响。结果表明,深播和深播+渍水易形成弱苗,降低植株糖、氮积累量,抑制分蘖发生,造成光合面积和干物质积累量的下降,最终导致减产。深播和深播+渍水下喷施生长调节物质可分别提高籽粒产量1.23%～37.56%和4.69%～59.27%。深播下喷施ZT和EBR对幼苗质量和籽粒产量提升效果最佳,使籽粒产量可达适宜播深+自然生长(CK)水平。喷施ZT可提升碳、氮代谢水平,喷施EBR可维持高水平氮代谢,促进深播小麦的分蘖发生,增加光合面积和光合产物积累量。喷施ZT可提高深播小麦的单株穗数、穗粒数和千粒重,喷施EBR可提升单株穗数和千粒重。深播+渍水条件下喷施EBR虽然可增加分蘖数,促进碳氮物质积累,提高单株穗数和千粒重,但产量难以恢复到CK水平。综上所述,ZT或EBR可推荐用于深播小麦改善苗质、提升产量;喷施EBR可改善深播且苗期...