饲料稻氮代谢特性研究

以饲料稻品种湘早籼24号和普通早稻品种中优早81为材料，研究了饲料稻氮代谢特性，结果表明，两水稻品种上三叶叶片内氮代谢关键酶活性变化趋势基本一致，氮素还原同化酶类硝酸还原酶、谷氨酰胺转化酶、谷氨酰胺合成酶的活性随着叶片的衰老籽粒成熟逐渐下降；而叶片内催化氮素降解的蛋白水解酶活性在籽粒灌浆初期在所下降，在籽粒灌浆后期又有所上升，加速了氮素的降解转移；籽粒蛋白质含量高的饲料稻品种比蛋白质含量较低的普通水稻品种具有更强的氮代谢关键酶活性。氮代谢关键酶活性的高低直接影响到籽粒内蛋白质的积累。     

简析氮素营养对超高产小麦的调控

小麦籽粒蛋白质含量与氮代谢密切相关。许多研究表明,小麦籽粒氮一方面来自开花后吸收的氮素,另一方面来自开花前营养体积累氮素的再运转。在营养体氮素的再运转中,蛋白质的降解起着重要作用,蛋白质的降解又与蛋白水解酶活性的上升相关,小麦籽粒中的氮素绝大部分来自开花前植株贮存氮素的再运转,只有少部分是开花后吸收的。因此,在小麦生产中除了强调提高植株后期吸收氮素的能力外,应十分重视叶片蛋白质的降解,即氮素的再运转分配,选择开花后氮素吸收同化和氮素再运转能力强的小麦品种,既有利于提高籽粒产量,又可提高籽粒蛋白质含量。此外,小麦籽粒也具有氮素同化能力,关于籽粒的氮素同化能力与籽粒蛋白质含量的关系,有待进一步研究。通过氮素对小麦光合能力、生理活性、群体质量、籽粒产量及粒质量的调控,以及对库源流关系的影响,达到小麦高产的目的。     

水稻植株氮素吸收与籽粒蛋白质积累模型

 【目的】建立基于生理生态过程的水稻籽粒蛋白质积累模拟模型。【方法】基于不同地点、品种及施氮水平的田间试验资料,通过解析花前植株氮素吸收与积累、花后氮素吸收与转运的动态特征及定量关系,构建水稻植株氮素吸收与籽粒蛋白质积累的模拟模型。【结果】水稻籽粒中氮素积累速率取决于源限制下的可获取氮源和库限制下的氮素积累速率;源限制下的可获取氮源取决于营养器官向籽粒转运的氮素和花后植株吸收的氮素,库限制下的氮素积累速率由潜在氮素积累速率及温度、水分和氮素因子效应来综合决定。营养器官中的氮素转运又分为叶片和茎中积累氮素的转运;花前叶片和茎中的相对氮含量随播后生长度日线性增加;花后叶片和茎中的相对氮含量随花后生长度日线性递减;花后吸收的氮素随籽粒重的增加对数递增。利用独立的田间试验资料对所建模型进行了检验,结果显示模拟值与观测值之间具有较好的一致性,其中花前叶片与茎秆氮素吸收量、花后籽粒氮素吸收量、花后叶片与茎秆中氮素转运量的决定系数分别为0.968、0.980、0.974、0.970和0.976,根均方差分别为16.55%、13.24%、9.53%、10.93%和9.29%;籽粒蛋白质含量的决定系数分别为0.930,根均方差分别为7.82%。【结论】模型对不同栽培条件下水稻植株氮素吸收与转运以及籽粒蛋白质积累具有较好的预测性,为水稻生产中籽粒蛋白质指标的动态预测提供了量化工具。     

氮素营养对超高产小麦调控的研究进展

小麦籽粒蛋白质含量与氮代谢密切相关。许多研究表明,小麦籽粒氮的来源一方面来自开花后吸收的氮素,另一方面来自开花前营养体积累氮素的再运转。小麦籽粒中的氮素绝大部分来自开花前植株贮存氮素的再运转,只有少部分是开花后吸收的。蛋白质的降解与蛋白水解酶活性的上升相关,它在营养体氮素的再运转中起着重要作用。因此,在小麦生产中除了强调提高植株后期吸收氮素的能力外,也应十分重视叶片蛋白质的降解,即氮素的再运转分配。选择开花后氮素吸收同化和氮素再运转能力强的小麦品种,既可提高籽粒产量,又可提高籽粒蛋白质含量。此外,小麦籽粒还具有氮素同化能力。通过氮素对小麦光合能力、生理活性、群体质量、籽粒产量及粒重的调控,以及对库源流关系的影响,来达到小麦高产的目的。     

小麦组织氮的积累与分配及其相关性研究

对１７ 个澳大利亚小麦品种的组织氮研究表明：品种间组织氮含量存在不同程度差异。叶片、茎秆和植株氮积累峰值分别出现在抽穗初期、灌浆初期和灌浆末期;花期前氮素主要积累在叶片中,花期后籽粒成为氮素最主要的贮藏器官。植株氮积累（ｇ／ｍ ２）与干物质积累呈极显著正相关,而与其果糖积累、籽粒产量、籽粒蛋白质产量及含量无显著相关关系;植株氮含量（ｇ·ｋｇ－ １）与其干物质积累、果糖含量和籽粒产量均呈显著负相关,与籽粒蛋白质含量显著正相关。     

小麦组织氮的积累与分配及其相关性研究

对１７个澳大利亚小麦品种的组织氮研究表明：品种间组织氮含量存在不同程度差异。叶片、茎秆和植株氮积累峰值分别出现在抽穗初期、灌浆初期和灌浆末期;花期前氮素主要积累在叶片中,花期后籽粒成为氮素最主要的贮藏器官。植株氮积累（g/m＾２）与干物质积累呈极显著正相关,而与其果糖积累、籽粒产量、籽粒蛋白质产量及含量无显著相关关系;植株氮含量（g．kg＾－１）与其干物质积累、果糖含量和籽粒产量均呈显著负相关,与籽粒     

不同施氮下优质稻植株花后碳氮物质流转与籽粒生长的相关性

以桂华占、八桂香为材料,在高氮(NH,High nitrogen)、中氮(NM,Middle nitrogen)、低氮(NL,Low nitrogen)三个施氮水平下,研究了优质稻花后碳氮物质积累、运转与籽粒生长特征及其相互的关系。结果表明:①在不同施氮水平下,干物质转运效率为53.60%～62.23%,氮素转运效率为12.33%～37.95%,茎鞘和叶片干物质转运对籽粒干物质积累的贡献率为12.33%～37.95%,茎鞘和叶片氮素转运对籽粒氮素积累贡献率为47.93%～117.2%。②施氮水平影响桂华占和八桂香花后碳氮流转及籽粒的生长。高氮条件下增加叶片碳氮同化物的转运,不利于茎鞘碳氮同化物向籽粒转运。增施氮肥在一定程度上提高了地上总氮和籽粒氮的积累量,提高了籽粒氮收获指数,蛋白质含量上升。低氮处理虽能促进茎鞘碳氮同化物的转运率,但籽粒收获指数明显变低。③不同施氮水平下,桂华占和八桂香花后碳氮流转与籽粒的生长间存在密切的相关,花后茎叶干物质运转速度和转运率都与籽粒起始灌浆势呈正相关;籽粒最大灌浆速率与叶干物质运转速度和转运率呈正相关;叶片中总氮转运率与籽粒蛋白质产量呈正相关。花后茎叶氮素积累量的减少,伴随着籽粒氮素积累量的增加和籽粒蛋白质含量的升高是同步的;茎鞘花后同化物碳氮比与籽粒蛋白质含量及产量呈正相关,与籽粒直链淀粉含量及淀粉、蛋白质比呈负相关。不同施氮水平下氮素转运效率和贡献率表现出一定差异,这种差异与水稻植株自身对氮生理利用效率密切相关。     

水稻籽粒蛋白质积累的模拟模型研究

 【目的】蛋白质含量是稻米的重要品质指标。通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运的动态规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建一个基于氮流生理过程的水稻籽粒蛋白质形成模拟模型，以期为水稻生产中籽粒蛋白质指标的动态预测和管理决策提供量化工具。【方法】以田间试验资料为基础，结合已有水稻生长模型，采用生理发育时间作为定量生育进程的尺度，通过解析和综合水稻植株氮素积累和转运动态的基本规律及其与环境因子和基因型的定量关系，构建花前植株氮素吸收与积累、花后氮素吸收与转运及籽粒蛋白质形成过程的模拟模型。【结果】利用不同年份、不同生态点、不同品种类型和不同肥水条件下的大田试验资料对籽粒蛋白质形成模型进行了检验，籽粒蛋白质含量模拟值与观测值之间的决定系数大于0.84，根均方差（RMSE）小于0.26%。表明模型具有较好的通用性和可靠性，可以较准确地预测不同条件下的水稻籽粒蛋白质含量与蛋白质产量。【结论】基于植株氮素积累和转运的生理生态过程，以生理发育时间为主线，建立了较为简化的水稻籽粒蛋白质积累动态的模拟模型，模型的研究不仅为定量预测不同生态与肥水条件下不同水稻品种籽粒蛋白质含量与蛋白质产量的动态变化奠定了基础，而且是对国内外现有水稻生长与产量模拟模型的发展和完善。     

不同基因型大豆植株氮素积累变化动态研究

为了探明大豆品种间氮素积累及运转规律,以东农42、黑农35、垦丰9号、东农46和秣食豆为材料,研究不同基因型大豆氮素积累分配差异。结果表明:不同基因型大豆品种叶片和茎秆氮素含量呈降—升—降的变化趋势;荚皮氮素含量呈下降趋势;籽粒氮素含量呈上升趋势。各营养器官氮素含量表现为荚皮叶片茎秆。不同基因型大豆叶片和茎秆氮素积累量变化动态基本一致,呈单峰曲线。荚皮中氮素积累量呈先升高后下降的趋势;籽粒氮素积累量呈持续增长趋势。成熟时全株氮素含量表现为秣食豆黑农35东农42东农46垦丰9号。高蛋白品种的营养体氮素积累峰值、氮素运转量及运转效率显著高于蛋白质含量低的品种,但氮收获指数相差很小。不同器官的氮素运转量和运转效率对籽粒的贡献率均表现为叶片茎秆荚皮。     

钾素水平对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质形成的影响

 【目的】试图阐明施钾对小麦植株氮素积累、运转和籽粒蛋白质形成的影响机理。【方法】在池栽条件下，以宁麦9号（低蛋白）和扬麦10号（中蛋白）两个蛋白质含量不同的冬小麦品种为材料，研究了不同施钾水平下植株氮素积累、运转和开花期叶片含钾量的特征及其与籽粒蛋白质和各组分含量的关系。【结果】与不施钾相比，施钾提高了籽粒蛋白质含量，极显著提高了球蛋白和醇溶蛋白含量，由于对谷蛋白含量的作用甚微，因而显著降低了谷/醇比。施钾提高了开花期叶片含钾量进而显著促进了小麦植株花前氮素的积累和贮存氮素的运转，较高的开花期叶片钾营养水平显著提高了扬麦10号的花后氮积累，但对宁麦9号花后氮积累的促进作用较小。两种类型小麦的籽粒蛋白质含量对施钾的响应程度不同，扬麦10号大于宁麦9号。【结论】施钾条件下，因较高开花期叶片含钾量而显著提高的宁麦9号花前贮存氮素运转量和扬麦10号花后氮积累量，分别是这两种类型小麦籽粒蛋白质含量增加的重要生理原因。在本试验条件下，宁麦9号和扬麦10号的适宜施钾水平分别为K2O 150、225 kg·ha-1。     

喷施双酸肥对水稻代谢机能及产量影响初探

用富含核苷酸和氨基酸的双酸肥（DAF）喷施水稻,结果表明：DAF对水稻叶片叶绿素的形成和光合作用、呼吸酶活性和ATP形成、氮素的吸收与同化、DNA和RNA的合成、根系吸收能力、孕穗期茎鞘贮存性碳水化合物的积累及抽穗后向穗部的转移均有明显的促进作用,最终导致水稻产量的增加和谷粒蛋白质含量的提高。     

水稻品种直链淀粉的积累特性与W_x蛋白的关系

本文研究了中国水稻品种直链淀粉的积累特性及其与W_x蛋白的关系。结果表明:非糯品种直链淀粉的含量随籽粒的发育而增加;糯性品种花后7～14天直链淀粉含量上升,以后渐渐降低。糯性品种缺乏W_x蛋白;非糯品种的W_x蛋白水平与直链淀粉含量呈很好的线性关系,W_x蛋白的出现和变化情况则因直链淀粉含量的不同而异,其变化主要是受W_x基因顺序表达的影响。     

施肥方法对水稻产量及品质的影响

以超级稻铁粳7为试材,设全程深施肥、全层施肥和表层施肥3个处理,研究不同处理对水稻产量及其构成因素、直链淀粉和蛋白质含量、味度值的影响。结果表明:处理间产量、蛋白质含量、直链淀粉含量、味度值差异均达极显著水平;全程深施肥能提高水稻的穗数、穗粒数、产量和蛋白质含量,降低结实率、千粒重、直链淀粉含量及味度值。     

施氮量和栽培密度对超级晚籼稻“天优华占”非结构性碳水化合物积累、分配和稻米品质的影响

以超级稻天优华占为材料,研究了4种不同氮肥施用量和2种不同栽培密度下灌浆结实期叶片光合特性,抽穗期和成熟期叶鞘和茎秆的非结构性碳水化合物积累与分配及其和稻米品质间的关系。结果表明:当施氮量为0～165 kg/hm2时,灌浆期（抽穗后16 d）剑叶中净光合速率随施氮量的增加而增加。当施氮量超过165 kg/hm2,光合速率略有下降。适宜的施氮量和栽插密度可增加抽穗期的糖和淀粉积累量。相关分析表明:糙米率和穗中可溶性糖以及淀粉累积量均呈显著正相关,垩白度和茎秆以及叶片中可溶性糖积累量呈显著或极显著正相关,直链淀粉含量和叶中可溶性糖积累量呈极显著负相关,蛋白质含量和叶中可溶性糖以及淀粉累积量呈显著或极显著正相关。     

根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质的影响

选用寒地穗重型超级稻品种松粳9号、穗数型高产品种龙稻11号与优质品种龙稻18号为试验材料,盆栽条件下通过灌浆成熟期喷施硫酸镁和齐穗期增施氮肥处理及对照处理,系统比较根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质性状、叶片碳氮代谢相关酶活性和基因转录表达量及根系活力变化等的影响。结果表明,灌浆成熟期喷施硫酸镁显著降低稻米蛋白质含量,提高稻米蒸煮食味品质,而齐穗期增施氮肥处理使稻米蛋白质含量提高而降低蒸煮食味品质,硫酸镁处理通过降低稻米蛋白质含量提高稻米黏性和食味品质;灌浆成熟期喷施硫酸镁或齐穗期增施氮肥均显著提高灌浆成熟期叶片全氮含量和叶绿素含量以及灌浆各时期叶片Rubisco亚基基因转录表达量,增强水稻根系活力,促进根系氮素吸收,调控灌浆不同时期叶片和籽粒GS活性,但喷施硫酸镁效果显著优于增施氮肥;叶片全氮含量与GS活性间呈极显著负相关,与叶绿素含量、伤流液含氮化合物总量及Rubisco各亚基基因mRNA表达量呈极显著正相关。减氮同时在灌浆成熟期根外喷施硫酸镁是提高水稻产量和蒸煮食味品质的有效途径,研究为阐明根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质形成的影响和提高优质绿色水稻栽培技术水平提供理论依据。     

水稻食味品质性状间相关性分析及其与叶片光合作用的关系

为明确优质稻米品质性状及其与叶片光合作用的关系,培育筛选优良食味水稻新品种,以河南省沿黄稻区8个优良食味水稻品种为试验材料,在大田栽培条件下,对稻米的直链淀粉含量、蛋白质含量、加工品质指标（糙米率、精米率和整精米率）和外观品质指标（垩白粒率和垩白度）等性状进行测定和分析,并对籽粒灌浆期水稻剑叶的光合速率进行检测。结果表明,8个供试优良水稻品种的糙米率、精米率和整精米率均较高,品种间的变异系数较低;稻米外观品质垩白粒率和垩白度在品种间差异较大,变异系数分别为39.73%和36.49%;影响稻米食味品质的直链淀粉、蛋白质含量和食味值在品种间变异系数相对较小,均低于5%。相关分析表明,蛋白质含量与食味值呈显著的开口向上的左偏抛物线关系（r=0.827*）,直链淀粉含量与食味值呈极显著的直线负相关关系（r=-0.905**）,糙米粒厚与食味值呈显著的开口向下的抛物线关系（r=0.747*）;外观品质指标、蛋白质含量和食味值与灌浆中后期的叶片光合速率均呈负相关关系,直链淀粉含量与之呈正相关关系。说明蛋白质和直链淀粉含量越低稻米的食味越好,在一定范围内,随着糙米粒厚的增加食味增加,而糙米粒厚大于2.1 mm,食味值反而下降;提高水稻灌浆中、后期叶片的光合速率,有利于改善稻米的外观和营养品质,而稻米直链淀粉含量增加,食味值下降。因此,水稻叶片的高光合效率在优质食味米选育方面存在一定的选择压力,合理调控水稻中后期叶片的光合速率对提高和改善稻米食味品质具有重要意义。     

高温胁迫对水稻贮藏蛋白质的组成和积累形态的影响

 【目的】稻米蛋白质的含量及组成是稻米品质和营养价值的重要指标,本研究旨在揭示高温胁迫对稻米贮藏蛋白质的组成和积累形态的影响。【方法】设置试验对灌浆期水稻进行高温胁迫处理,对稻米蛋白质各组分的积累动态进行分析。【结果】25℃处理在灌浆过程,籽粒单粒重和贮藏蛋白质积累过程与积累形态上都与自然生长条件下表现一致。而35℃的高温胁迫处理加速了灌浆过程,降低了籽粒单粒重。高温胁迫不仅增加了粗蛋白的含量,而且改变了贮藏蛋白质的组成和积累形态,如使醇溶蛋白的相对含量较对照降低了7.5%。高温处理虽然没有改变主要贮藏蛋白质谷蛋白的相对含量,却导致谷蛋白的两个亚基的相对含量较对照降低了12.7%,同时使57 kD谷蛋白前体及57 kD以上谷蛋白聚合体的积累增加了19.5%。【结论】在高温胁迫条件下水稻贮藏蛋白质的组成和积累形态发生了改变,谷蛋白两个亚基含量和醇溶蛋白含量的降低与籽粒氮素供应能力和蛋白质合成能力无关,而与蛋白质翻译后的转化、转运、聚合及降解等过程紧密相关。57 kD谷蛋白前体及57 kD以上谷蛋白聚合体的积累可能对稻米的食味与加工品质产生影响。