氮肥后移对不同氮效率水稻花后碳氮代谢的影响

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,利用~(13)C和~(15)N双同位素示踪技术和生理生化分析方法,采用盆栽及大田试验,在施氮量180 kg hm~(–2)条件下,设置3种氮肥运筹方式,基肥∶蘖肥∶穗肥比例分别为5∶3∶2(N_1)、3∶3∶4(N_2)、3∶1∶6(N_3),以及不施氮(N_0)处理;研究其对不同氮效率水稻花后氮碳代谢的影响,并探讨氮肥后移下花后光合同化物及氮素累积、转运、分配的共性响应机制及其与产量的关系。结果表明,品种、氮肥运筹对花后氮素利用特征、光合同化物分配、生理特性及产量均存在显著影响。氮高效品种与氮肥后移量占总施氮量的40%、氮素穗肥运筹以倒四、倒二叶龄期等量追施相配套(N_2处理),能促进花后氮素累积,提高剑叶光合速率和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、谷氨酰胺合成酶等碳氮代谢关键酶活性,促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运,进而提高产量及氮肥利用率,为本试验氮高效品种配套的氮肥运筹优化模式。花后不同氮肥运筹下,氮高效品种光合同化物、氮素的累积与转运,分别较氮低效品种高7.78~12.75 mg ~(13)C株~(–1)、15.14~18.78mg ~(15)N株~(–1);且叶片转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ~(13)C株~(–1)、2.21~4.55 mg ~(15)N株~(–1),茎鞘转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ~(13)C株~(–1)、0.05~1.14 mg ~(15)N株~(–1);而穗部氮高效与氮低效品种~(13)C同化物分别增加31.04~44.68 mg ~(13)C株~(–1)(占~(13)C总量的42.04%~46.38%)、24.94~34.26 mg ~(13)C株~(–1)(占~(13)C总量的36.45%~41.36%),~(15)N则分别增加35.56~46.58 mg ~(15)N株~(–1)(占~(15)N总量的61.82%~82.93%)、27.37~31.57 mg ~(15)N株~(–1)(占~(15)N总量的58.04%~68.31%)。氮高效品种花后具有强光合碳同化、氮素的协同吸收转运特征,以及碳氮代谢能力,来满足籽粒灌浆期对光合同化物及氮素的利用,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。此外,从花后不同器官碳氮比(C/N)变化值综合两品种高产及氮肥高效利用来看,N_2处理下,齐穗至成熟期叶片、穗部C/N提高幅度与该时期茎鞘、根系C/N降低幅度一致,据此可将C/N作为水稻高产及氮肥高效利用同步提高的评价指标,这具有重要的参考价值。     

短期淹水对水稻幼苗生长和根系氮代谢关键酶活性的影响

研究短期淹水对土壤氧浓度的影响及不同叶龄水稻幼苗生物量、株高和根系氮代谢关键酶活性的影响,探讨短期淹水影响水稻幼苗生长和根系氮代谢的生理机制.试验分别在小拱棚自然光照条件下和人工气候箱中进行,共设置5个处理:全程无淹水处理(CK)、一叶一心期到二叶一心期淹水处理(T1)、二叶一心期到三叶一心期淹水处理(T3)、三叶一心...     

不同氮收获指数水稻基因型的氮代谢特征

采用土培盆栽试验,以3个氮收获指数(NHI)有显著差异的水稻基因型4434(低NHI)、滇瑞302(中NHI)和余赤23(高NHI)为材料,研究了灌浆期叶片、穗颈和籽粒的氮代谢特点及与NHI的关系。结果表明,各基因型的籽粒产量、收获指数和籽粒氮积累量与NHI的变化一致,均以余赤231最大。花后植株氮素转运量表现为4434<滇瑞302<余赤231,基因型间差异极显著,而氮素转运率和转运氮的贡献率差异较小。成熟期水稻茎叶和籽粒的全氮含量、蛋白氮和非蛋白氮含量均表现为4434<滇瑞302<余赤231,全氮含量和蛋白氮含量存在显著差异,而非蛋白氮无显著差异;余赤231茎叶蛋白氮积累量显著低于4434和滇瑞302,而籽粒蛋白氮积累量显著升高,是高NHI水稻氮积累的主要特征。余赤231灌浆期叶片和籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性显著高于4434和滇瑞302,有利于叶片游离氨基酸合成及外运,使得穗颈节伤流强度和游离氨基酸含量升高,为籽粒氮素积累提供了物质基础;同时,较高的籽粒GS和GOGAT活性促进了籽粒蛋白质合成,提高了NHI。逐步回归表明,灌浆期较高的穗颈伤流游离氨基酸含量是高NHI水稻氮代谢的主要生理特征,与较高的花后氮转运量和籽粒蛋白氮积累量可共同作为水稻氮素高效管理和遗传改良的可靠指标。     

NaCl对水稻不同品种发芽和幼苗生长的影响

用不同浓度的 Na Cl溶液处理吸胀后水稻的五个不同品种的种子 ,结果表明 ,(1)不同水稻品种对盐胁迫敏感性存在差异 ,其中以辽开 79- 3和垦育十六号品种耐盐能力较强 ,表现在 Na Cl浓度为 15 0 mmol· L- 1 时的发芽率仍保持在 6 0 %左右 ,而垦育二号和开系 - 7品种的发芽率仅有 5 %左右 ;(2 )发芽期间根和芽对盐胁迫敏感性不同 ,在 Na Cl浓度为 5 0～10 0 mmol· L- 1 时 ,盐对芽的抑制率均大于根 ,在 15 0～ 30 0 mmol· L- 1 时 ,盐对根的抑制率均大于芽 ;(3)不同的盐浓度对幼苗的生长有一定的抑制作用 ,地上部比地下部对盐害更敏感。     

不同遗传体系基因效应对水稻籽粒碳氮代谢的影响

选用6个不同类型的水稻品种（系）,按完全双列杂交设计（6×5）配成一套亲本、F1和F2 3个世代的遗传材料。采用包括种子、细胞质、母体植株三套遗传体系的种子性状遗传模型和统计分析方法,分析了稻米可溶性糖含量、全氮含量、糖氮比3个性状的遗传特点。遗传方差分析结果表明,可溶性糖含量和全氮含量两性状的表现同时受到种子、细胞质、母体植株三套遗传体系的控制,其中可溶性糖含量和主要受制于二倍体母体植株核基因的显性效应;全氮含量、糖氮比主要受制于种子核基因的显性效应。遗传率和选择响应分析结果表明,可溶性糖含量、糖氮比的遗传率较小,对其进行选择不易奏效;全氮含量以直接狭义遗传率为主,采用单粒选择易取得较好效果。     

土壤酸化对玉米产量、氮代谢及相关基因表达的影响

土壤酸化会降低玉米的产量和氮素积累量,但生理机制尚未明确。在大田设置中性（pH=7,CK）、弱酸（pH=6,T1）、中酸（pH=5,T2）和强酸（pH=4,T3）4种土壤酸度处理,比较各处理下玉米产量、氮素积累量、籽粒蛋白含量、叶片与茎秆中氮代谢相关酶活性、基因表达量以及硝态氮（NO₃^-）、铵态氮（NH₄⁺）、可溶性蛋白、游离氨基酸含量的差异。结果表明,相比于CK,T1、T2、T3处理产量分别降低4.2%,30.7%,52.3%;穗粒数分别降低1.8%,28.1%,42.8%;籽粒蛋白质含量呈现下降趋势,其中T3处理显著降低14.5%。在大喇叭口期,随着酸度增加,叶片氮素积累量显示出下降趋势,其中T2和T3处理分别显著降低28.1%和56.2%;茎秆中氮素积累表现出先增加后降低的趋势,T1处理显著增加33.1%,T3显著降低65.4%。大喇叭口期,T3处理下叶片和茎秆中硝酸还原酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合成酶活性均显著高于CK,而叶片中谷氨酰胺合成酶活性显著下降;茎秆中氨基酸表现先下降后上升的趋势。转...     

NaCl及等渗PEG胁迫对番茄叶片光合特性及蔗糖代谢的影响

为了从碳水化合物生产及代谢的角度比较分析盐胁迫和水分胁迫影响番茄产量和果实品质的原因,以番茄品种辽园多丽为试材,分别采用等渗透势的NaCl和PEG6000模拟盐胁迫和水分胁迫,研究二者对番茄光合特性及叶片中糖代谢的影响。结果显示:等渗的NaCl和PEG胁迫导致番茄叶片的净光合速率下降,14 d内PEG处理下降的多一些,14 d后NaCl处理下降的多一些,但总体来说两处理间差异不大;等渗的NaCl和PEG胁迫降低了番茄叶片的气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率,增加气孔限制值;等渗的NaCl和PEG胁迫降低了番茄叶片中叶绿素a、b和总叶绿素含量,降低了叶绿素a/b,两处理间差异不大。等渗的NaCl和PEG胁迫下,番茄叶片中的果糖和葡萄糖含量较对照显著增加,PEG胁迫增加的幅度大于盐分胁迫;等渗的NaCl和PEG胁迫下,番茄叶片中的蔗糖和淀粉含量较对照有所降低,水分胁迫降低的幅度也大于盐分胁迫;等渗的NaCl和PEG胁迫增加了番茄叶片中的蔗糖转化酶活性,PEG胁迫增加的幅度大于NaCl胁迫。结果表明:NaCl和PEG胁迫均破坏了番茄叶片的光合机能,降低了光合作用效率,但二者间差异不大;NaCl和PEG胁迫改变了番茄叶片中的糖代谢方向,显著增加了淀粉和蔗糖的分解,提高了叶片中的果糖和葡萄糖含量,PEG胁迫对番茄叶片中糖代谢的影响显著大于NaCl胁迫。     

连续增氧对不同基因型水稻分蘖期生长和氮代谢酶活性的影响

为明确氧对不同基因型水稻生长和氮素代谢的作用机理,以籼稻、粳稻和旱稻品种为材料,采用营养液培养,考察根际连续增氧水稻分蘖期生长和氮代谢状况。结果表明,连续增氧后,各水稻品种叶绿素含量均有所下降,国稻1号(籼稻)地上部分和根系干物质重分别降低44%和40%,巴西陆稻(旱稻)和秀水09 (粳稻)降低不显著。国稻1号和巴西陆稻的氮积累量分别降低35.8%和36.0%。各基因型水稻叶片NRA (硝酸还原酶活性)显著提高,GSA (谷酰胺合成酶活性)下降。秀水09,叶片NRA增加较少(P>0.05)。连续增氧提高了水稻根比表面积和氧化强度;但降低了叶片叶绿素含量和GSA,不利于水稻氮素吸收和干物质积累。不同基因型水稻对连续增氧的响应存在差异。     

不同氮效率茄子氮代谢相关酶活性的差异

以3个不同氮效率基因型茄子为供试材料,采用大田培养,研究了正常供氮和低氮胁迫下,茄子幼苗期到结果期的氮代谢相关酶活性,探讨氮代谢相关酶活性的差异.结果表明,与正常供氮相比,低氮胁迫下,不同氮效率基因型茄子的硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性均降低,且大多数指标达到显著水平.与低氮高效基因型07-860及氮双低效基因型07-857相比,氮双高效基因型07-862具有较强的氮代谢相关酶活性.在供氮水平相同条件下,通过对幼苗期至结果期不同氮效率基因型进行GS及NR活性测定,选择具有相对高活性GS及NR的氮效率基因型是对氮高效基因型的有效早期选择.     

氮代谢参与植物低氮胁迫研究进展

环境的日益恶化迫使人们放弃高肥生产的观念,转向低肥绿色环保生产的理念。本文主要从低氮胁迫下氮代谢相关的酶、氮素同化途径、初级代谢、次级代谢以及氮代谢相关基因五方面综述了植物体内不同的代谢水平、形态、生理和分子响应,探讨了不同生长阶段植物的耐低氮策略,阐述了氮利用效率(NUE)相关的酶及其调控过程抵御氮胁迫过程中的作用机理。本文提出今后可针对不同植物或同一植物的不同生长期的低氮耐受差异,以及关键基因表达产物之间的关系,从多学科、多角度系统全面的研究植物在低氮胁迫下的分子响应机制,为氮代谢参与植物低氮胁迫研究提供理论参考。     

库大小对水稻不同叶位叶片氮代谢的影响

采用去穗与疏花方式调节库大小，研究了对水稻不同叶位叶片氮代谢的影响。去穗或疏花后，已完成发育的源叶片，尤其是顶4叶，蛋白质合成重新旺盛，蛋白氮含量提高，出现了类似于生长库的氮代谢特征。水稻叶片的酸性转化酶活力可反映其蛋白质合成能力，据此可判断叶片是属于氮素供应源还是氮素接受库。研究证实下位叶的氮代谢     

氮素形态对黄瓜幼苗生长及氮代谢酶活性影响

用营养液培养的方法,研究了同一氮素水平不同氮素形态比例对黄瓜幼苗生长及氮代谢关键酶：硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性的影响。结果表明：单独供给硝态氮（NO3^--N）比单独供给铵态氮（NH4^＋-N）更有利于黄瓜幼苗的生长;当NO3^--N∶NH4^＋-N为75∶25时,主根长度、根总表面积、根总体积、株高、茎粗、地上部干重的值最大。NR活性随NO3^--N比例的增加而增加,GS活性在NH4^＋-N比NO3^--N少时,随NH4^＋-N的比例增加而增大,当NO3^--N∶NH4^＋-N为50∶50时活性最大,当NH4^＋-N大于NO3^--N时活性下降。表明NO3^--N∶NH4^＋-N为75∶25时对黄瓜幼苗最适宜。     

磁化NaCl胁迫溶液对水稻种子萌发的影响

研究磁化强度对NaCl胁迫下水稻种子萌发和幼苗生理的影响。方法：用不同强度的磁化NaCl胁迫溶液浸种并喷洒水稻种子及幼苗,测定种子的发芽指标和幼苗的生理指标。实验结果表明：经0.05T的磁化强度处理后,与对照相比,水稻种子萌发的发芽率、发芽势、发芽指数和幼苗中可溶性糖含量有明显提高,达到显著性差异水平;溶液经不同磁化处理后,过氧化物酶活性增强,表现为酶带增多,酶带加粗;对酯酶同工酶影响不太明显。结论：研究表明一定强度的磁化处理可以提高盐胁迫下水稻种子的萌发能力和幼苗的抗盐能力。     

NaCl胁迫对两优培九幼苗离子含量的影响

3种浓度的NaCl胁迫杂交水稻两优培九幼苗4d后，根和地上部分的相对含水量明显下降。功能叶片中的游离脯氨酸和可溶性总糖含量以及幼苗根、茎、叶中的Na＋含量、Na＋／K＋、Na＋／Ca^2＋和Na＋／Mg^2＋与对照相比，随着盐处理浓度的增大而增大，K＋、Ca^2＋和Mg^2＋的含量则相反。试验结果表明，在盐胁迫下两优培九幼苗主要利用产生游离脯氨酸和可溶性糖等有机渗透调节物质来维持地上部分的渗透平衡；从离子平衡角度发现，两优培九幼苗在根部通过避Na＋机制来保持较高的Na＋／K＋以减轻盐胁迫对地上部分的伤害，在茎和功能叶片中则通过保持细胞中较高的K＋水平以减轻盐胁迫的伤害。     

外源生长素对番茄果实蔗糖代谢关键酶活性及基因表达的影响

以普通栽培型番茄辽园多丽为试验材料,研究了花期施用PCPA对发育过程中的番茄果实糖含量变化、蔗糖代谢关键酶活性及可溶性酸性转化酶基因表达的影响.结果表明,随着番茄果实的发育,可溶性酸性转化酶的活性和酶基因的表达均增强,果糖和葡萄糖的含量也呈递增的趋势,成熟时含量最高.PCPA处理在果实发育的成熟期提高了酸性转化酶的活性,促进了可溶性酸性转化酶基因的表达,增加了果糖和葡萄糖的含量.     

不同脱水剂对杂交水稻制种种子质量及基因表达的影响

种子脱水干燥是杂交水稻制种过程的一个重要环节,种子自然脱水速率慢,遇雨天还易引起成熟期推后和穗发芽等问题。利用脱水剂快速降低种子水分对种子安全生产有重要意义。本研究以Y两优689杂交水稻品种为材料,比较不同脱水剂对其制种种子脱水及种子质量的影响。11种脱水剂均能加快种子成熟后期脱水,7号和9号脱水剂喷施后5 d,种子水分分别下降4.6%和3.6%,且对种子千粒重、发芽和幼苗生长无不良影响,种子可溶性蛋白、可溶性糖、ABA和GA3含量则显著高于对照。种子室温贮藏6个月后,与对照相比,7号、8号和9号脱水剂处理对种子发芽和幼苗生长无显著影响,7号和9号脱水剂处理的种子可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、ABA含量与对照无显著差异。7号比9号的脱水效果好,可作为Y两优689的脱水剂。种子贮藏前,7号、8号和9号脱水剂处理能提高种子中OsNECD1和OsNCED2基因的表达,降低OsGA2ox1的表达;而种子贮藏6个月后,OsNECD1和OsNCED2表达量下降,OsCYP707A5和OsGA2ox1表达量上升。这表明经过6个月贮藏,脱水剂处理对种子ABA合成相关基因和GA3分解相关基因表达的影响减弱,同时OsCYP707A5的高表达导致种子ABA含量减少,可能是种子贮藏后萌发力提高的主要原因。     

2个水稻品种苗期高温胁迫差异表达基因的克隆与表达

拟克隆cDNA-AFLP技术筛选的1个水稻高温差异表达片段,通过荧光定量PCR技术研究该基因在不同处理下的表达模式.结果表明:该片段为Os07g0620200基因,产物为水稻中的热激蛋白N端的DnaJ结构域.定量分析表明,各处理均促进了该基因的表达,推测该基因是水稻的一个胁迫相关基因.2个品种比较,黄华占中该基因的表达量始终高于双桂1号,表明黄华占比双桂1号在逆境中有更好的耐受性.