不同基因型高粱的氮效率及对低氮胁迫的生理响应

【目的】探讨不同基因型高粱氮素吸收效率和利用效率及其差异机制,研究低氮胁迫对不同基因型高粱叶片无机氮含量和氮同化酶活性的影响,为耐低氮型高粱品种的选育提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,选取2个低氮敏感型高粱(冀蚜2号和TX7000B)和2个耐低氮型高粱(SX44B和TX378)为试验材料,设置高氮(0.24g·kg-1风干土)和低氮(0.04 g·kg-1风干土)2个处理,分别在挑旗期和灌浆期测定高粱叶片NO3--N、NO2--N及NH4+-N含量和硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(Ni R)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,分析不同基因型高粱在2个氮处理下的氮效率相关指标及其差异。【结果】(1)不同基因型高粱籽粒产量对低氮的响应不同,低氮处理显著降低了冀蚜2号和TX7000B的籽粒产量,与高氮处理比较分别降低13.87%和19.25%,但没有降低SX44B和TX378的籽粒产量。(2)与高氮处理比较,低氮处理的相对籽粒氮累积量、相对植株氮累积量和相对氮收获指数不能表征各基因型高粱是否具有耐低氮特性;但相对低氮敏感型高粱,耐低氮型高粱在低氮处理下有着较高的相对氮肥偏生产力和相对氮素利用效率。低氮处理下SX44B和TX378的氮肥偏生产力是高氮处理的6.19和7.49倍,而冀蚜2号和TX7000B则分别为5.17和4.85倍;低氮处理下SX44B和TX378的氮素利用效率是高氮处理的1.84和1.85倍,而冀蚜2号和TX7000B则分别为1.67和1.35倍。(3)通径分析表明,高氮处理下,植株氮累积量和氮素利用效率对籽粒产量贡献相同;而在低氮处理下,氮素利用效率对籽粒产量关联作用更大。(4)高粱的叶片无机氮含量不能表征高粱是否具有耐低氮特性,灌浆期叶片无机氮含量较挑旗期显著降低。(5)与高氮处理比较,低氮处理时冀蚜2号和TX7000B叶片中NR、GS和GOGAT活性显著降低,SX44B酶活性变化不显著,而TX378叶片中GS活性增加。【结论】耐低氮型高粱在低氮胁迫时有着较高的相对籽粒产量和相对氮素利用效率。低氮胁迫时叶片较高的氮同化酶活性是高粱耐低氮的生理基础。发掘和利用低氮条件下具有较高的叶片氮同化酶活性和氮素利用效率的高粱种质资源,有助于提高耐低氮高粱品种的培育效率。     

不同施氮水平下油菜地上部生理特性研究

为了给氮高效品种油菜的选育及应用提供科学依据,采用土培试验,在施氮和不施氮条件下研究了3个油菜品种(742,湘油15和汇油50)的功能叶叶绿素含量、硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐含量和累积量及有机氮再利用能力等地上部生理特性与氮效率间的关系.结果表明:施氮对地上部生理特性有显著的影响,施氮条件下所有地上部生理特性指标均比不施氮条件下高;在施氮条件下,油菜功能叶叶绿素含量、硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐含量和累积量以及有机氮再利用能力与油菜氮效率密切相关,是油菜氮素高效利用的可能机理;在不施氮条件下,油菜硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐累积量和有机氮再利用能力与油菜氮效率密切相关,是油菜氮素高效利用的可能机理,而油菜功能叶叶绿素含量和茎叶硝酸盐含量对氮效率影响较小.     

供氮水平对草莓氮素同化的影响

以水培丰香草莓为试材,对不同供氮水平条件下草莓的氮素同化作了研究。结果表明:随着水培液硝酸盐浓度的提高,NO3--N吸收速率和植株中NO3--N含量逐渐提高,但NO3--N浓度为7.5 mmol/L时硝酸还原酶(NR)活性最高。根系中NR活性显著低于叶片,叶片中NR活性最高可达390 nmolNO2/(g.h FW),根系仅为121.3 nmolNO2/(g.h FW),表明NR活性是制约草莓对硝酸盐响应的关键因素。     

高粱叶片硝酸还原酶活性及含氮量与产量相关性分析

叶片硝酸还原酶活性和氮含量是影响高梁产量的重要生理指标。以目前辽宁省主推高梁品种为材料,研究了生育中后期叶片硝酸还原酶活性和氮含量与高粱产量和产量构成因素之间的关系。结果表明：辽杂10、辽杂18、锦杂100的产量较高,达到8100．00kg·hm^-1以上。显著或极显著高于其他品种。开花期6个品种的叶片硝酸还原酶活性和氮含量高于灌浆期,且高产品种两个时期的叶片硝酸还原酶活性和氮含量高于低产品种。生育中后期叶片硝酸还原酶活性和氮含量高．有利高粱穗粒数的增加和籽粒产量的形成。     

氮素不同水平对莴苣硝酸盐积累的影响

试验以莴苣为试验材料,采用基质培方法,研究了氮素不同供应水平对莴苣硝酸盐积累的影响.结果表明:在供试条件下,随着氮素供应水平的提高,莴苣中的硝酸盐含量、硝酸还原酶活性和单株产量都随之而增加;在总氮供应水平超过3.2mmol/L(N3)以后,硝酸盐含量超出了食用的安全范围,故总氮供应水平以3.2mmol/L(N3)为宜.     

不同形态氮素对小白菜、茼蒿体内硝酸盐积累的影响

通过随机区组试验,研究了温室不同形态氮素对小白菜(Brassica chinensis)和茼蒿(Chrysanthemum coronarium)两种叶菜体内硝酸盐积累的影响。结果表明,不同形态氮素对小白菜和茼蒿体内的硝酸盐积累的影响存在差异,其各个时期的硝酸盐含量均表现为施用硝态氮>铵态氮>酰胺态氮>不施氮肥,整体上各形态氮素处理的硝酸盐含量随着时间均呈先增加后减少的趋势;硝酸还原酶活性与硝酸盐含量变化呈正相关,而谷氨酰胺合成酶活性则无明显的规律性。2种叶菜硝酸盐累积量表现为小白菜大于茼蒿。     

氮肥种类及用量对油菜硝酸盐累积的影响

施用氮肥能明显增加油菜硝酸盐累积;且存在油菜硝酸盐累积随施氮量增加而明显增加的趋势。无论高量、低量水平:施用硝酸铵使油菜硝酸还原酶活性受到较强的抑制,从而累积的硝酸盐最多;施用尿素,油菜硝酸还原酶活性较强,累积硝酸盐较少。施用硝酸钙,油菜硝酸还原酶活性虽不很强,但由于其中的钙可促进油菜对氮素的同化,所以硝酸盐的累积也较少。施用低量硫酸铵,油菜累积硝酸盐较少;而施高量硫酸铵,则累积较多。     

氮肥水平对超级稻Ⅱ优航1号生长中后期生理生化特性的影响

用低氮(N0)、中氮(N1)、高氮(N2)盆栽土培的超级杂交水稻Ⅱ优航1号为材料,测定其叶片硝酸还原酶活性、净光合速率、叶绿素含量和伤流量的变化。结果表明:随着氮水平的提高,叶片硝酸还原酶活性、净光合速率、叶绿素含量和伤流量增加。随着水稻生长,N2处理的叶片硝酸还原酶活性下降幅度小于N0和N1;N2的硝酸还原酶较高活性和高伤流量的持续期长于N0和N1。氮素对杂交水稻的叶片硝酸还原酶活性、光合速率、叶绿素含量和伤流量具有调节作用。     

氮钙互作对日光温室中黄瓜硝酸盐代谢的影响

在设施栽培条件下,研究了氮钙营养对黄瓜叶片和果实硝酸盐代谢的影响。结果表明:氮钙配施,可显著提高黄瓜叶片中硝酸还原酶的活性;施钙能降低叶片中硝酸盐的含量,在较低的氮素水平下,施钙对降低叶片和果实中的硝酸盐含量效果显著,但在高氮素水平时效果不明显,与不施钙条件下的硝酸盐含量没有显著差异,氮钙配施能显著降低果实硝酸盐含量,有利于改善黄瓜品质。     

不同发育时期肉苁蓉和梭梭体内氮营养物质变化研究

通过对寄生植物肉苁蓉和寄主梭梭体内不同发育时期硝酸还原酶活性和硝态氮含量的测定,结果表明：寄生肉苁蓉的梭梭的硝酸还原酶活性和硝态氮含量均低于未寄生肉苁蓉的梭梭;与寄主梭梭不同的是,肉苁蓉体内的硝态氮含量高于梭梭同化枝内硝态氮含量,但其硝酸还原酶活性却较梭梭同化枝硝酸还原酶活性低,说明肉苁蓉体内氮素代谢除了以硝酸还原酶为主外,可能还有其他氮代谢途径的参与．肉苁蓉寄生后,将梭梭体内的氮素大量吸收,致使梭梭生长严重受抑制,表现为梭梭同化枝叶绿素含量下降,同化枝生长量严重减少．因此,从寄生关系判断,肉苁蓉对梭梭的寄生为有害寄生．     

氮素营养水平对黄瓜氮代谢关键酶活性变化及氮化物的影响

探讨黄瓜叶片氮代谢关键酶类活性与果实氮化物含量的相互关系,为黄瓜氮素的高效利用和品质优化提供依据。采用二因素裂区设计,研究了氮肥用量对黄瓜叶片氮代谢酶活性和结果盛期果实氮化物含量的影响。结果表明:在225~375 kg/hm~2施氮情况下,随施氮量增加功能叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)的活性逐渐升高,处理间差异显著,施氮量超过375 kg/hm~2其酶活性增加不明显且有下降的趋势。不同品种间酶活性大小依次为津优35号、园丰元6号、永昌9618,博特202,其中津优35号与园丰元6号酶活性差异不显著,与永昌9618和博特202差异显著。果实中氮化物的含量随施氮量的增加逐渐提高;施氮量为375 kg/hm~2时游离氨基酸、可溶性蛋白及粗蛋白含量达到最大值;增加到450 kg/hm~2时3种氮化物含量均下降,而硝酸盐含量持续增加;在525 kg/hm~2时含量最高,津优35号硝酸盐和游离氨基酸含量最低,可溶性蛋白和粗蛋白含量最高,博特202与之相反。相关分析表明,果实中硝酸盐含量与NR和GS活性呈显著正相关关系,与GPT和GOT无显著相关关系;可溶性蛋白和粗蛋白含量与4种酶类存在显著或极显著正相关关系。不同品种间果实氮化物的差异是氮素吸收同化综合作用的结果。选择氮素吸收同化能力强的品种,既有利于提高氮素利用,又可改善产品质量。     

缺钾对烤烟氮素吸收利用的影响

为探明烤烟钾素营养与氮吸收同化能力的关系,明确钾素营养与氮同化互作的可能作用途径,为合理施用钾肥提供理论基础,以烤烟品种K326为试验材料,分析了营养液培养条件下,缺钾后烟草各器官干物质和氮积累量的变化情况,根系形态及根系氮硝酸盐吸收速率和硝酸还原酶活性的变化情况。结果表明,缺钾后烤烟茎和叶片的干物质积累量降低,根系干物质积累量无显著变化;缺钾降低了烤烟总根长、根系体积和根表面积,根平均直径无显著变化;缺钾降低烤烟茎和叶片中的氮积累量,增加氮在根系中的分配,降低在茎中的分配;缺钾处理后根系硝酸盐吸收速率和硝酸还原酶活性显著增加。综上,缺钾后烤烟氮积累量降低的主要原因是由于干物质积累量减少导致植物氮需求减少。     

喜树叶片硝酸还原酶活性的测定方法

以喜树(Camptotheca acuminata)为材料，探讨了用体内法测定其叶片硝酸还原酶活性的若干问题，比较分析了硝酸盐诱导、2，4-二硝基苯酚、三氯乙酸及煮沸等因素对硝酸还原酶活性测定结果的影响，以寻求体内法测定喜树叶片硝酸还原酶活性的最佳条件。试验表明，体内法是一种操作简便、准确可靠的测定喜树叶片硝酸还原酶活性的方法，为进一步研究喜树的氮代谢奠定了基础。     

中药包衣对大豆幼苗酶活性的影响

采用盆栽试验方法,研究了中药包衣剂处理对大豆幼苗酶活性的影响.结果显示,中药包衣剂处理提高了大豆幼苗SOD、PPO活性;蛋白水解酶活性增强,蛋白质转化速率加快;硝酸还原酶NR活力提高,促进了大豆苗期对氮素的吸收和硝酸盐的利用,但对1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(rubisco)活性影响不大.表明中药包衣剂可通过调节大豆幼苗体内某些酶的活性,增强植株的抗逆性.     

不同氮素供应条件下菜心对部分养分吸收和硝酸盐的积累

采用水培试验,研究了9个菜心(Brassica campestris)品种在不同氮素供应条件下吸收矿质养分以及与硝酸盐累积的关系.结果表明,当营养液中只含硝态氮源时,菜心对钾、钙和氯的相对吸收量与硝酸盐累积量呈负相关关系;当营养液中硝铵态氮的比例为73时,对磷、钾、钙、镁、硫、氯、钼的相对吸收量均与硝酸盐累积呈负相关关系.进一步的分析表明,在这种氮素营养条件下,磷主要是通过改变它与全氮的吸收比例而影响硝酸盐的累积,而其它元素则主要是改变了它们与硝态氮的吸收比例而影响了硝酸盐的累积.     

植物内生菌促进宿主氮吸收与代谢研究进展

内生菌与植物共生能够提高宿主的氮吸收与氮代谢水平,这可能是由于内生菌在植物体内引发的多种效应的综合结果.植物内生菌能够通过促进植物根系发育和固氮作用为宿主植物提供更多的无机氮素;能够通过分泌多种胞外酶系如漆酶、蛋白水解酶等使宿主植物更好地利用有机氮素;能够提高宿主氮代谢关键酶如硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)等酶的活性;能够提高宿主植物激素水平和维生素含量从而促进宿主氮代谢;能够通过影响宿主植物氮代谢促进宿主植物分蘖、提高宿主植物叶绿素含量和光合速率等等.综述了国内外关于植物内生菌促进宿主氮代谢的相关报道,归纳了植物内生菌影响宿主氮素吸收与代谢的可能机制,并展望了关于植物内生菌促进宿主氮代谢机制方面的研究方向.     

耕作方式和大田水分管理对水稻氮素吸收利用的影响

[目的]探讨不同耕作方式和大田水分管理模式对水稻氮素吸收利用、氮代谢酶活性和土壤氮素的影响,为优化水稻栽培技术提供参考.[方法]以水稻品种金优253和桂旱1号为材料,2008年早季和晚季采用湿润灌溉、交替灌溉、水层灌溉3种水分管理模式和免耕、常耕两种耕作方式进行田间试验,于拔节期、抽穗期和成熟期测定水稻氮素吸收和利用和各种生理指标.[结果]在相同耕作方式下,水层灌溉相对有利于提高早季水稻全氮积累量和氮素回收率,提高抽穗期早季水稻叶片GP转氨酶活性、拔节期和抽穗期晚季水稻叶片GS活性以及成熟期早晚季常耕水稻叶片GS活性.采用湿润灌溉处理相对有利于提高水稻叶片硝酸还原酶、成熟期水稻叶片GPT转氨酶活性以及水稻氮素稻谷生产效率、土壤碱解氮含量、晚季水稻氮素回收率,但降低晚季水稻产量.采用交替灌溉处理相对有利于提高拔节期早晚季水稻叶片GPT转氨酶活性、抽穗期晚季水稻叶片CP转氨酶活性及拔节期和抽穗期早季水稻叶片GS活性.在相同水分管理模式下,与常耕水稻相比,免耕利于提高交替灌溉处理水稻氮素积累量以及早、晚季土壤全氮和碱解氮含量.[结论]耕作方式和水分管理对水稻氮素吸收利用有重要的调控作用;免耕和节水互作条件下,有利于土壤供氮能力的提高,从而提高氮素利用率.     

氮肥对不同氮效率玉米氮代谢酶和氮素利用及产量的影响

【目的】本文探究了供氮水平对不同氮效率玉米氮代谢及产量的影响。【方法】选择郑单958(低氮高效品种)和绥玉7号(低氮低效品种)为试验材料,试验设置6个供氮水平,分别为0、100、140、180、220和260 kg·hm-2(记为N0、N1、N2、N3、N4和N5),分析其氮代谢相关酶活性、叶片和茎秆内的氮素含量、产量的变化规律,旨在阐明不同氮效率玉米品种氮素利用效率差异的原因。【结果】不同供氮水平下,硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酸合成酶和谷氨酰胺合成酶活性、玉米氮素吸收转运、氮肥生理利用率、玉米产量及产量因子表现为郑单958显著高于绥玉7号。【结论】郑单958相对于绥玉7号具有更高的氮相关酶活性,从而提高氮素利用效率,并获得更高产量,此研究为黑龙江适宜品种选用及合理施肥提供理论和实验依据。     

不同氮素水平下生菜累积硝酸盐能力的品种差异分析

利用盆栽试验研究了生菜3个不同品种(苦苣、大速生、油麦)在不同氮素供应水平(0、0.2、0.4、0.6gN/kg土)下硝酸盐累积能力的差异。研究结果表明:同一氮肥水平下不同品种生菜硝酸盐含量和硝酸还原酶活性均存在显著性差异;在不同氮肥水平下,生菜各个品种硝酸盐含量具有显著差异性,且随氮肥水平的升高,其硝酸盐含量、硝酸还原酶活性呈递增趋势。因此,实际生产中选择降低硝酸盐措施时应将降低氮肥施用量及筛选低硝酸盐含量品种同时加以考虑。     

小白菜硝酸盐含量基因型差异的生理机制研究

以硝酸盐含量有显著差异的2个小白菜品种湘潭矮脚白(高硝酸盐含量基因型)和上海青(低硝酸盐含量基因型)为材料，通过测定其吸收硝酸盐的速率、硝酸还原代谢库内硝酸盐的浓度(MPS)、硝酸还原酶活性(NRA)等。研究其硝酸盐含量基因型差异的生理机制。结果表明，2个小白菜品种吸收硝酸盐的速率、NRA存在显著的差异。硝酸盐含量较高的品种湘潭矮脚白具有较低的NRA，但具有较高的硝酸盐的吸收速率：而硝酸盐含量较低的品种上海青则具有较高的NRA，吸收硝酸盐的速率则较低。因此小白菜硝酸盐含量的基因型差异产生的原因可能是吸收硝酸盐的速率不同和硝酸盐还原能力有差异共同作用的结果。