氮素营养水平对水稻幼苗氮代谢的影响

以超级稻“两优培九”为试验材料,研究了不同氮素营养水平对其氮代谢关键酶活性的影响。结果表明,叶片硝酸还原酶（NR）活性和氮素水平具有较复杂的相关关系。叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性随氮素营养的增加而提高,根系GS活性在氮素水平过高时反而下降。氮素营养在2N以下时,叶片谷-丙转氨酶（GPT）和谷-草转氨酶（GOT）活性随氮素营养的增加而提高,当氮素水平继续升高时活性则下降;当氮素水平在N处理以下时,根系GPT和GOT活性随氮素营养的增加而提高;当氮素水平高于N处理时,则随氮素营养的增加下降。叶片和根系中上述酶的活性不同,而且活性高峰值出现时期不同,反映了叶片和根系氮代谢的差异。叶片和根系的蛋白质和游离氨基酸含量及叶片叶绿素含量随氮素营养水平的提高而增加,各处理叶片和根系蛋白质含量呈显著正相关,叶片蛋白质和游离氨基酸含量高于根系。     

密度和氮素水平对小黑麦氮代谢相关酶活性和子粒营养品质的影响

以小黑麦品种东农5305为试材,研究了不同密度和施氮水平对旗叶氮代谢相关酶活性和子粒品质的影响。结果表明,随着密度的降低、氮肥的施用,旗叶硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性提高,内肽酶和氨肽酶活性降低,可溶性蛋白含量增加;密度300×104株/hm2、施氮75 kg/hm2处理子粒产量显著高于其它处理,密度300×104株/hm2、施氮150 kg/hm2处理子粒蛋白质含量、氨基酸含量、赖氨酸含量最高。成熟期子粒蛋白质含量与生育期间旗叶谷氨酰胺合成酶活性显著正相关,与蛋白水解酶活性呈负相关。降低密度和增施氮肥,花后叶片的氮素同化能力增强,叶片蛋白质的降解能力减弱,延缓了叶片早衰。表明小黑麦旗叶可溶性蛋白含量可作为衡量蛋白质代谢的生理指标。     

缺镁胁迫对龙眼苗期氮代谢的影响

采用溶液培养方法研究了缺镁胁迫对龙眼苗期氮代谢的影响。结果表明 ,缺镁胁迫下 ,龙眼叶片硝酸还原酶 (NR)活性下降 ,游离氨基酸总量增加 ,水解氨基酸总量减少 ,蛋白质合成受阻而分解加剧 ;核酸酶 (RNase)活性提高 ,核糖核酸 (RNA)、脱氧核糖核酸 (DNA)含量降低 ,缺镁对RNA的影响比DNA大 ;活性氧 (O2-)净产生速率增加。统计分析表明 ,缺镁胁迫下 ,龙眼核酸和蛋白质含量下降是其合成受阻、分解加剧以及活性氧毒害综合作用的结果     

干旱条件下不同温型小麦叶片衰老与活性氧代谢特性的研究

试验研究干旱条件下不同温型小麦叶片衰老和活性氧代谢特性结果表明,与暖型小麦相比,冷型小麦叶片叶绿素和可溶性蛋白质含量下降缓慢,丙二醛含量低,累积速度慢,而保护性酶超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性降幅小,且籽粒灌浆中后期各酶活性均较高。小麦叶片衰老和活性氧代谢特性与其温度型归属关系密切,可借助冠层温度进行抗旱材料生理代谢性状的判别。     

氮素营养调控小麦旗叶衰老和光合功能衰退的生理机制

研究表明,氮素营养提高了旗叶老化过程中的叶绿素含量和光合速率,延缓了叶片衰老和光合功能衰退,增加了旗叶内细胞分裂素类物质（ZRs）含量,减少了促表激素ABA的累积量。氮素处理使旗叶老化过程中光合机构的RuBPcase活性和PS1、PS2活性均得以增加,但氮素对RuBPcase活性下降的延缓效果更为明显,相对增加了叶片老化过程中RuBPcase活性与PS1和PS2活性的比值,使光合机构光反应与暗反应之间的平衡状况得到改善,过剩还原力减少。此外,氮素营养使旗叶老化过程中超氧阴离子（O2-）的产生速率降低,H2O2的累积量减少,并提高细胞中活性氧清除酶SOD和CAT的活性。氮素营养可能主要通过调节细胞内的激素平衡,以及改善光合机构的自身运转平衡状况,减少了细胞中对生物体具有强烈伤害的活性氧的产生速率及其累积数量、提高了活性氧清除酶的活力,由此在很大程度上延缓了旗叶的衰老和光合功能衰退,延长了旗叶的光合功能期。     

施氮量和花后土壤含水量对小麦氮代谢特性和子粒蛋白质含量的影响

在池栽条件下,研究了施氮量和花后土壤相对含水量对小麦氮代谢特性和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,在同一施氮量下,旗叶和子粒硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性表现为花后土壤相对含水量（Soil relative water content , SRWC）以60%～70%最高,过低（40%～50%）或过高(80%～90%)均降低NR和GS活性。旗叶蛋白酶活性随土壤相对含水量增加而降低;花后土壤相对含水量过低不利于叶片游离氨基酸含量的提高,过高则前期氨基酸合成少,后期向子粒转运不彻底。子粒游离氨基酸和蛋白质含量也随土壤相对含水量增加而降低;子粒蛋白质积累量以花后土壤相对含水量为60%～70% 时最高,过高和过低均不利于子粒蛋白质积累。在同一土壤含水量下,旗叶和子粒NR和GS活性表现为随着施氮量的增加而升高,蛋白酶活性随着施氮量增加而降低;旗叶和子粒游离氨基酸含量、子粒蛋白质含量和积累量随施氮量增加而提高,但施氮量过多,蛋白质积累量增加幅度减小。试验表明,小麦生产中可以通过施用氮肥和控制花后土壤水分含量技术,调节植株氮代谢,提高子粒蛋白质含量。     

不同产量水平下花生功能叶片氮素代谢特征的研究

大田栽培条件下, 研究了不同产量水平下花生功能叶片中氮代谢关键酶活性、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量的变化, 重点阐述超高产水平下花生功能叶片氮素代谢变化规律。研究结果表明: 自花生初花期, 不同产量水平的功能叶片中, 硝酸还原酶(NR)活性均呈逐渐下降的变化趋势, 超高产与高产花生相比无明显差异, 但明显高于一般产量花生; 不同产量水平功能叶片中谷氨酰胺合成酶(GS)的活性变化呈单峰曲线, 峰值出现在结荚期, 超高产花生功能叶片谷氨酰胺合成酶活性明显高于高产花生和一般产量花生, 而且在生育中后期活性下降速度慢; 功能叶片中谷氨酸脱氢酶(GDH)活性未表现出规律性变化, 但超高产花生明显高于高产和一般产量的花生; 超高产花生功能叶片中可溶性蛋白质及游离氨基酸含量均明显高于高产花生和一般产量花生。研究认为, 超高产花生叶片氨的同化能力、蛋白质和氨基酸的合成能力均明显高于高产花生和一般产量花生, 而且衰老缓慢, 功能期维持时间长。     

14MeV快中子辐照对小麦幼苗核酸和可溶性蛋白质含量的影响

本文以小麦幼苗为材料,研究了14MeV快中子辐照种子对植株核酸和可溶性蛋白质的影响。结果表明,快中子辐照处理后,幼苗DNA含量显著下降,并随着剂量增大而降低。RNA变化比较复杂,低剂量处理后,RNA含量上升,高剂量处理后,RNA含量略有下降。与RNA含量变化相对应,RNase经低剂量处理后活性下降,而高剂量处理则略有上升,种子经快中子辐照后,幼苗可溶性蛋白质含量也明显下降,且随着辐照剂量的增大而降低。SDS-PAGE表明,可溶性蛋白质的组分也发生了显著变化。     

麦套花生氮素代谢及相关酶活性变化研究

大田条件下,以花生“花育22号”为材料,研究了麦套花生的氮素代谢及相关酶活性变化情况。结果表明,麦套花生根叶游离氨基酸、氮素平均含量及根系可溶性蛋白平均含量高于单作;而叶片可溶性蛋白平均含量则低于单作。与小麦共生期间,麦套花生根叶硝酸还原酶（NRase）活性、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性、叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性及谷氨酸-丙酮酸转氨酶（GPT）活性（除播后25 d）明显低于单作;整个生育期麦套花生根系GS平均活性及GPT活性高于单作花生。可见,花生苗期小麦遮荫对花生氮素代谢及酶活性有一定影响。     

施氮量对小麦氮代谢相关酶活性和子粒蛋白质品质的影响

在2003～2004年和2004～2005年小麦生长季,以强筋小麦济麦20为材料,分别设置N 0、96、168、240、276 kg/hm2 5个施氮量处理和0、96、168、240 kg/hm2 4个施氮量处理,研究不同施氮量对小麦氮代谢相关酶活性和子粒蛋白质品质的影响。两年度的试验结果均表明,在一定施氮量范围内,随施氮量增加,公顷穗数、穗粒数、蛋白质含量、子粒产量和蛋白质产量均显著升高;继续增加施氮量子粒产量显著降低,公顷穗数、穗粒数、蛋白质产量降低或无显著差异。其中2004～2005年生长季,在0～168 kg/hm2施氮量范围内,随施氮量增加,旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）活性、开花21d后的旗叶內肽酶（EP）活性、旗叶游离氨基酸含量、子粒醇溶蛋白含量、高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）含量、HMW-GS / LMW-GS比值、子粒蛋白质含量、公顷穗数和穗粒数、子粒产量均显著升高,面团形成时间和稳定时间延长;继续增加施氮量至240 kg/hm2,GS活性无显著变化,但开花21 d后的EP活性、-醇溶蛋白、-醇溶蛋白、HMW-GS、LMW-GS和子粒蛋白质含量仍显著提高,面团稳定时间继续延长,子粒产量显著降低。说明施氮过多对小麦氮素同化和产量无益;提高开花后旗叶GS活性和灌浆后期旗叶EP活性,有利于HMW-GS和LMW-GS的积累及HMW-GS/ LMW-GS比值的提高。适量施氮不仅提高了子粒灌浆所需氮源的供给能力,而且显著增加公顷穗数和穗粒数,扩大了单位面积库容,增加了单位面积上的氮素和光合产物在子粒中的贮存,这是适量施氮实现子粒品质和产量同步提高的生理原因。本试验条件下高产优质高效的施氮量为168～240 kg/hm2。     

限水灌溉下春季追氮方式对小麦旗叶光合和衰老特性的影响

限水条件下,等量氮不同施用方式对小麦旗叶光合和衰老特性的调控效应不同;不同抗旱性品种对施氮方式的响应也有所差异。与拔节初期1次施氮处理（SF）相比,拔节初期、挑旗期2次施氮处理（DF）增加了供试品种旗叶中后期的叶绿素含量（Chl）、可溶蛋白含量（SP）、RuBPCase活性、气孔导度（Gs）和光合速率（Pn）,延长了叶绿素含量缓降期（RSP）、光合速率高值持续期（PAD）,提高了叶源量（LSC）;使旗叶生长中后期的超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）活性增加,细胞的活性氧（O2-）含量和丙二醛（MDA）含量降低。与抗旱品种石麦12相比,DF处理对抗旱性中等的品种石新733的旗叶光合生理参数、光合功能高值持续期具有更大调控效应。DF处理使供试品种的千粒重、产量和水分利用效率增加,其中石麦12后两指标增幅达显著水平。表明在春季适宜施氮量范围内,在肥力中等偏下地力条件下,生育中后期（挑旗期）追施适量氮素,具有提高叶片的细胞保护酶活性、维持细胞的较强活性氧清除能力,改善限水条件下小麦旗叶光合碳同化能力、延缓旗叶衰老、促进子粒灌浆和提高水分利用效率的作用。     

不同铵硝比例对杭白菊次生代谢及抗病性的影响

【目的】 氮素形态与寄主营养和病害严重度的关系一直是人们关注的热点,氮素营养对植物次生代谢产物的影响也多有研究。斑枯病为杭白菊常见病害,黄酮和酚酸类物质是杭白菊主要的资源性化学成分。针对杭白菊生产中存在的问题,本文对不同铵硝比例处理下杭白菊的次生代谢及斑枯病发病情况进行调查和研究,以期为杭白菊生产过程中的氮素配施、 病害防治和次生代谢调控提供一定的技术借鉴。【方法】 采用盆栽试验,在总施氮水平相同的前提下,设置5个NH+4和NO-3比例,采用随机区组设计,管理措施一致,4次重复。采取对角线定点定株定期调查杭白菊斑枯病发病情况,采用描叶法和LI-3000C叶面积仪来确定植株病害状况,统计病情指数和病害发生率;测定苯丙氨酸解氨酶(PAL)、 木质素、 纤维素、 可溶性总糖、 可溶性蛋白、 超氧阴离子(O-2)、 丙二醛(MDA)等相关生理指标,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等抗氧化酶;测定不同处理下杭白菊花中次生代谢产物绿原酸、 木犀草苷、 3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸以及根、 茎、 叶等不同部位总黄酮含量。对相关生理指标与发病率和病情指数进行相关性分析。【结果】 当铵硝比为25:75时木质素、 纤维素、 可溶性总糖、 POD、 苯丙氨酸和O-2含量达到最大值,MDA含量和SOD活性相对较低;杭白菊根、 茎、 叶及花中总黄酮的含量在铵硝比为25:75和0:100时均表现出较高的含量,绿原酸、 3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸两者的含量在铵硝比为25:75时达到最大值,分别为0.67%和1.84%。随着硝态氮比例的增加杭白菊斑枯病的发病率和病情指数均有所下降。相关性分析显示木质素、 可溶性总糖、 PAL活性、 POD活性、 超氧阴离子、 绿原酸、 3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸、 花中总黄酮的含量与杭白菊斑枯病的发病率和病情指数呈负相关,且达到极显著水平;SOD活性、 MDA含量与杭白菊斑枯病的发病率和病情指数呈正相关,且均达到显著水平。【结论】 杭白菊斑枯病的发病率和病情指数与相关生理指标和次生代谢密切相关,不同铵硝比例对药用菊花次生代谢产物及斑枯病的发生有一定的影响,当铵硝比为25:75时菊花斑枯病的发病率最低。     

施氮水平对强筋小麦氮素同化及籽粒蛋白质组分积累的影响

在高产条件下研究了施氮水平对强筋小麦济麦20氮素同化及籽粒蛋白质组分积累和品质的影响,结果表明,在0~195 kg/hm2施氮量范围内,增施氮肥显著提高旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,提高各器官氮素含量和积累量,促进籽粒单体蛋白、可溶性和不溶性谷蛋白积累,提高籽粒蛋白质含量及可溶性和不溶性谷蛋白占总蛋白的比例,改善籽粒品质;285 kg/hm2施氮量处理与195 kg/hm2施氮量处理相比,旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及籽粒蛋白质含量均无显著变化,但单体蛋白含量及占总蛋白质的比例升高,可溶性和不溶性谷蛋白含量及占总蛋白质的比例降低,籽粒品质下降,兼顾高产和优质的适宜施氮量为105~195 kg/hm2。     

氮硫互作对冬小麦旗叶衰老、产量和氮素利用效率的影响

试验采用裂裂区设计,小麦品种(烟农19和汶农6号)为主区,施氮(N)量为裂区,设0(N0)、120(N120)、240(N240)kg hm-2三个施N水平,施硫(S)量为裂裂区,设0(S0)、20(S20)、40(S40)、60(S60)kg hm-2四个施S水平。结果表明,汶农6号开花后旗叶超氧化物歧化酶(SOD)活性、旗叶净光合速率、产量和氮素利用效率均高于烟农19。在一定施氮水平下适量施硫显著提高烟农19和汶农6号小麦开花后旗叶SOD活性和可溶性蛋白质含量,提高旗叶净光合速率和开花后干物质积累量,增加植株地上部氮素积累量和籽粒产量;当施氮水平为120 kg hm-2施硫量超过40 kg hm-2和施氮240 kg hm-2施硫量超过20 kg hm-2时,汶农6号植株地上部氮素积累量仍继续增加,但旗叶抗氧化能力和光合同化能力均无明显提高,籽粒产量不再增加,烟农19号旗叶SOD活性、可溶性蛋白质含量和光合速率均降低,植株地上部氮素积累量和籽粒产量均减少。在同一施氮水平下,两小麦品种氮素利用效率总体表现为随施硫量增加而降低的趋势。在土壤有效硫为38.9~42.1 mg kg-1的条件下,适量施用氮肥和硫肥有利于延缓小麦花后旗叶衰老,提高光合同化能力,增加籽粒产量,但不同品种小麦对氮肥和硫肥施用量的响应不同,氮素利用效率较高的品种在较高的氮硫供给水平下仍有较好的光合同化和产量表现,而氮素利用效率相对低的品种对高氮高硫的适应性较差,后期易早衰,影响产量和氮素利用效率。     

硒对水稻碳氮代谢及产量的影响

通过盆栽模拟试验研究了硒对水稻生长、碳氮代谢以及产量的影响。结果表明,施硒显著提高了水稻叶片、根及大米中硒的含量,硒对水稻株高影响不大,但显著提高了水稻的秸秆鲜重以及籽粒产量;施硒能提高水稻叶片的叶绿素含量,对光合速率具有提升作用,增强了水稻对光合碳的同化能力,从而提升了植株根及叶片的可溶性糖含量;施硒显著提高了水稻叶片及根中谷氨酸脱氢酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶以及硝酸还原酶的活性,增强了水稻对氮素的同化代谢能力;硒对碳氮代谢产物可溶性蛋白影响不大,但是在显著提高水稻叶片氮含量的基础上降低了中间代谢产物游离氨基酸的含量,说明硒促进了碳氮代谢中间产物游离氨基酸向大分子有机含氮化合物的转化。试验结果说明,硒对产量的提升作用可能是通过影响碳氮代谢过程来实现的。     

少免耕模式对冬小麦花后旗叶衰老和产量的影响

小麦开花后旗叶的生理活性对产量存在显著影响.为了研究少免耕耕作体系对冬小麦旗叶衰老状况的影响,采用4种土壤耕作模式(常规耕作秸秆还田、旋耕秸秆还田、耙耕秸秆还田、免耕秸秆覆盖)在山东龙口进行了3年田间试验,研究了耕作模式对小麦产量及花后不同时期旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量的影响.结果表明:与常规耕作秸秆还田模式相比,旋耕秸秆还田和耙耕秸秆还田模式旗叶衰老过程中活性氧清除系统的自动调节能力较强,SOD、POD活性变化幅度较常规耕作模式平稳;免耕覆盖模式小麦旗叶在蜡熟期MDA含量显著低于其他模式,而可溶性蛋白含量显著高于其他模式,表现出明显的贪青晚熟的特点.旋耕秸秆还田和耙耕秸秆还田模式产量与常规耕作秸秆还田差异不显著,免耕秸秆覆盖模式产量显著低于其他耕作模式.研究表明短期(1～3年)少耕耕作模式可以在该地区应用,而免耕覆盖则不适宜.