不同水分条件下氮素供应对小麦植株氮代谢及籽粒蛋白质积累的影响

土壤水分逆境是限制小麦籽粒品质形成的重要生态因子,明确土壤水分逆境下小麦籽粒品质形成的生理机制及调优技术途径,对于深化小麦品质生理生态研究和指导小麦调优栽培具有重要的理论意义和应用前景。在防雨池栽条件下,设置渍水、干旱和对照3个水分处理,每个水分处理下再设置120和240 kg.hm-2两个施氮水平,研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦品种植株氮代谢和籽粒蛋白质积累的影响。结果表明,与正常水分处理相比,花后干旱和渍水均降低旗叶硝酸还原酶活性、叶片总氮含量和游离氨基酸含量。干旱处理提高了茎鞘总氮与游离氨基酸含量以及籽粒蛋白质含量,而渍水处理则使其降低。水分逆境下增施氮肥提高旗叶硝酸还原酶活性、叶片与茎鞘总氮和游离氨基酸含量以及籽粒游离氨基酸和蛋白质含量。花后干旱和渍水均显著降低了小麦籽粒产量和蛋白质产量。增施氮肥提高适宜水分和水分亏缺条件下小麦籽粒产量,但不利于渍水下小麦产量的提高。这说明,花后渍水和干旱逆境下施用氮肥对小麦植株氮代谢和籽粒蛋白质积累有明显的调节效应。     

不同形态氮素对专用型小麦花后氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响

采用盆栽方法研究了氮素形态对不同专用型小麦开花后氮素同化关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响。结果表明:不同专用型小麦氮素同化关键酶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶对氮素形态的反应不同。强筋小麦豫麦34施用酰胺态氮对旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、籽粒谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性具有明显的促进作用,最终籽粒蛋白质含量较高;中筋小麦豫麦4 9在施用铵态氮时,3种氮素同化关键酶活性均有较大增强,籽粒蛋白质含量最高;弱筋小麦豫麦5 0硝酸还原酶活性以铵态氮处理最高,而籽粒和旗叶谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性在酰胺态氮处理下明显增强,酰胺态氮对籽粒中蛋白质含量的增加具有明显的促进作用。相关性分析表明,籽粒蛋白质含量与旗叶GS活性和籽粒GOGAT活性呈显著或极显著正相关,与旗叶NR活性和GS活性、籽粒GOGAT活性相关性不显著     

菠菜叶片中硝态氮还原与叶柄中硝态氮累积的关系

测定了不同生长期在不同施氮水平下3个菠菜品种各器官的硝态氮含量、叶片的硝酸还原酶活性、叶片细胞硝态氮的贮存库和代谢库大小.结果表明:叶柄中硝态氮含量远高于其它器官,其含量与叶片内源/外源硝酸还原酶活性的比值呈负相关;叶片细胞中硝态氮代谢库的大小与叶柄中硝态氮含量之间没有确定的关系.     

供氮水平对小麦生殖生长时期叶片光合速率、NR活性和核酸含量及产量的影响

在水培条件下,研究了氮素水平对小麦生殖生长时期一些生理特性及产量的影响。结果表明：生殖生长时期,外源供氮水平供应增加,叶面积、叶片光合速率及叶绿素含量均随之增加;叶片和根系硝酸还原酶活性(NRA)、叶片铵态氮含量和外源供氮水平间有显著正相关;根系DNA及RNA含量均随供氮水平升高而升高;孕穗期用不同氮素水平处理15d,对小麦成熟后生物量及经济产量有明显影响。     

供氮水平对小麦生殖生长时期叶片光合速率、NR活性和核酸含量及产量的影响

在水培条件下，研究了氮素水平对小麦生殖生长时期一些生理特性及产量的影响。结果表明：生殖生长时期，外源供氮水平供应增加，叶面积、叶片光合速率及叶绿素含量均随之增加；叶片和根系硝酸还原酶活性（NRA）、叶片铵态氮含量和外源供氮水平间有显著正相关；根系DNA及RNA含量均随供氮水平升高而升高；孕穗期用不同氮素水平处理15 d，对小麦成熟后生物量及经济产量有明显影响。     

一氧化氮参与外源谷胱甘肽对盐胁迫下番茄幼苗抗氧化损伤的调控

采用营养液水培,研究外源谷胱甘肽(GSH)对NaCl和NaCl+Hb(牛血红蛋白,一种一氧化氮清除剂)处理下番茄(Lycopersicon esculentum)幼苗叶片中一氧化氮合酶(NOS)活性及其一氧化氮(NO)水平、膜脂过氧化程度、活性氧(ROS)积累和ROS清除能力的影响。结果表明:施用Hb使盐胁迫下番茄幼苗叶片的氧化损伤程度加剧,NO含量下调,但对GSH含量无显著影响。外源GSH的施用显著提高了盐胁迫下番茄幼苗叶中内源GSH与NO水平,单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和硝酸还原酶(NR)活性,超氧化物歧化酶(SOD)活性(除72 h),过氧化氢酶(CAT)活性(除48 h),处理48和72 h的谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性;降低电解质渗透率、硫代巴比妥酸(TBARS)含量以及处理48和72 h的过氧化氢(H_2O_2)和超氧阴离子(O_2ˉ·)含量。外源喷施GSH亦显著提高NaCl+Hb处理下番茄叶中抗坏血酸(AsA)、GSH和NO水平,CAT和APX活性,处理24和48 h的NR活性以及处理48和72 h的NOS活性;降低电解质渗透率及H_2O_2和TBARS含量。表明外源GSH通过介导内源GSH和NO水平上调,提高抗氧化酶活性和ROS的清除能力来缓解NaCl和NaCl+Hb处理导致的氧化损伤。因此,NO参与了外源GSH对盐胁迫下番茄幼苗抗氧化损伤的调控。     

土壤水分对强筋小麦‘豫麦34’氮素同化酶活性和籽粒品质的影响

 以强筋型小麦(Triticum aestivum)品种‘豫麦34号’为材料,采用盆栽方法研究了土壤水分对氮素同化酶活性及籽粒品质的影响。结果表明：旗叶硝酸还原酶（NR）活性于花后呈下降趋势,且土壤含水量为田间持水量（FC）60%的处理活性最强,其次为40%FC,活性最低的是80%FC。旗叶和籽粒中谷氨酰胺合成酶（GS）活性于开花15 d前均呈下降趋势,15 d后均为上升趋势,各水分处理间酶活性大小关系是：80%FC＞60%FC＞40%FC。各水分处理间旗叶和籽粒谷氨酸合成酶（GOGAT）活性的大小关系同GS。60%FC籽粒产量及品质最优,80%FC产量次之,40%FC产量最低;40%FC品质次之,80%FC品质最低。不同水分处理下籽粒蛋白质含量与叶片NR、GS 和籽粒GOGAT活性均呈正相关,与旗叶GOGAT活性呈负相关。且40%FC和80%FC下籽粒蛋白质含量只与旗叶GS活性相关性达显著水平, 60%FC下蛋白质含量则与旗叶NR和籽粒GS活性均达显著相关,与旗叶GS活性达极显著相关。     

一氧化氮在光延缓小麦叶片衰老中的作用

以小麦(Triticum aestivum L.)离体叶片为材料,采用药理学实验和激光扫描共聚焦显微镜技术,对内源一氧化氮(NO)在光延缓离体小麦叶片衰老过程中的作用进行了研究.结果显示:光照处理的同时添加NO清除剂血红蛋白(Hb)或硝酸还原酶抑制剂钨酸钠(Na2WO4)后,光抑制离体小麦叶片叶绿素和可溶性蛋白含量降低及丙二醛累积的效应均显著减弱;光照处理下小麦叶片硝酸还原酶活性和内源NO水平均明显高于黑暗条件下,而Na2WO4处理不仅能抑制光诱导的硝酸还原酶活性提高,还与Hb处理一样能显著降低光下叶片内源NO水平.结果表明,硝酸还原酶途径来源的NO参与了光抑制离体小麦叶片衰老的过程.     

精胺对霍山石斛类原球茎悬浮培养细胞生长和多糖合成的影响

研究了在添加外源精胺时,霍山石斛类原球茎细胞生长、多糖积累、主要营养物质消耗以及细胞内多胺含量的变化。结果表明,0.6mmol/L的精胺明显促进霍山石斛类原球茎细胞的生长和多糖的合成。细胞的比生长速率从0.046d-1提高到0.054d-1。培养30d时,类原球茎干重达32.4gDW/L,多糖总产量为2.46g/L,分别是对照的1.32和1.31倍。添加外源精胺能够提高内源多胺的含量,同时,蔗糖酶和硝酸还原酶等相关代谢酶的活性增强,促进了碳、氮的吸收和利用。     

施氮量对不同肥力水平下夏玉米碳氮代谢及氮素利用率的影响

以郑单958为材料,在高产田和中产田两种地力水平下,利用15N标记法研究了施氮量对夏玉米氮素分配率、利用率和碳氮代谢的影响.结果表明:高产田适量施氮可以提高玉米产量,过量施氮没有表现出进一步增产效果,其氮肥利用率较低(29 04%).中产田随施氮量的增加产量提高,但氮素利用率却降低.各个器官15N积累量依次为籽粒>叶片>茎>根>叶鞘>穗轴.在高产田,当施氮量超过300kg·hm-2时,玉米籽粒和叶片中积累15N有所下降,而茎和根中积累15N的量随施N量的增加而增加;在中产田,随着施N量的增加,籽粒和穗轴积累15N量均相应增加.高产田叶片的硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性以及籽粒中蔗糖合成酶活性和酸性转化酶活性均是施氮300kg·hm-2时最大,施氮450 kg·hm-2则抑制了其活性的增强,而中产田的各个酶活性则随着施氮量的增加而增加.     

外源ABA对藜麦种子萌发及ABA相关基因表达的影响

穗发芽会导致藜麦籽粒产量和品质严重受损,而脱落酸(ABA)与种子萌发和休眠密切相关。该研究以易穗发芽的‘大黑藜3’(BBQ3)、‘白藜6’(WQ6)和抗穗发芽的‘小黑藜1’(SBQ1)和‘白藜4’(WQ4)为试验材料,在种子萌发3 d内施加不同浓度ABA和氟啶酮(FL),探究ABA和FL对两种粒色藜麦种子萌发、ABA含量以及ABA合成基因NCED、裂解基因8′OH和信号转导基因ABI3表达的影响。结果表明：(1)各藜麦种子萌发均受到各浓度外源ABA抑制,并以25μmol·L^-1浓度效果最佳,同时受到外源低浓度FL促进,且施用2.5μmol·L^-1浓度即可;外源ABA和FL处理的SBQ1和WQ4发芽率降低和升高幅度分别小于BBQ3和WQ6。(2)对照组SBQ1和WQ4种子内源ABA含量分别显著高于BBQ3和WQ6;外源ABA处理可显著提高藜麦种子内源ABA含量,且WQ4显著高于WQ6,种皮略厚的SBQ1内源ABA含量显著低于BBQ3;外源FL处理下4份材料种子内源ABA含量均有所下降,但只有SBQ1达到显著水平。(3)对照组中,SBQ1和WQ4...     

精胺对霍山石斛类原球茎悬浮培养细胞生长和多糖合成的影响

研究了在添加外源精胺时,霍山石斛类原球茎细胞生长、多糖积累、主要营养物质消耗以及细胞内多胺含量的变化。结果表明,0.6mmol/L的精胺明显促进霍山石斛类原球茎细胞的生长和多糖的合成。细胞的比生长速率从0.046d^-1提高到0.054d^-1。培养30d时,类原球茎干重达32.4g DW/L,多糖总产量为2.46g/L ,分别是对照的1.32和1.31倍。添加外源精胺能够提高内源多胺的含量,同时,蔗糖酶和硝酸还原酶等相关代谢酶的活性增强,促进了碳、氮的吸收和利用。     

控释尿素施用方式及用量对夏玉米氮肥效率和产量的影响

在大田条件下以不施氮为对照,研究了施氮量为75和150 kg N·hm^-2条件下,普通尿素底施、控释尿素底施和侧施对夏玉米光合性能、氮肥效率和产量的影响.结果表明：与普通尿素相比,相同施氮水平下,包膜控释尿素处理玉米果穗叶光合速率、叶绿素含量、硝酸还原酶活性、籽粒灌浆速率均显著提高,玉米籽粒产量比普通尿素平均提高9.5%;与控释尿素侧施相比,底施使玉米籽粒产量提高6.2%.包膜控释尿素处理的氮肥农学利用率（AE）和偏生产力（PFP）比普通尿素平均分别提高74.5%和11.0%;与包膜控释尿素侧施相比,底施使AE和PFP分别提高26.8%和5.7%.控释尿素施用量较高时,玉米光合性能得到改善,产量、AE和PFP显著提高;与控释尿素侧施相比,底施对玉米产量、AE和PFP的增加效果更显著.     

硝酸盐对球形棕囊藻生长和硝酸还原酶活性的影响

以我国南海海域分离的赤潮原因种——球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)为材料, 研究了不同硝酸盐浓度下藻细胞生长及硝酸还原酶活性的变化。当培养基中不含硝酸盐时, 藻细胞内硝酸还原酶的活性保持在非常低的水平, 藻细胞的生长受到限制, 不能形成正常的生长曲线: 当培养基中硝酸盐浓度为3.62 mmol.L-1时, 藻细胞的硝酸还原酶活性和比生长速率达到最大。在含有硝酸盐的培养基中, 接种培养后第9天藻细胞硝酸还原酶活性达到最大值, 并且在4种不同硝酸盐浓度下, 藻细胞硝酸还原酶活性的差异性达到极显著水平(P<0.01)。在接种培养第16天藻细胞密度达到最大值, 并且4种不同硝酸盐浓度培养的藻细胞密度之间的差异性也达到极显著水平(P<0.01)。实验结果表明, 在培养基中添加不同浓度的硝酸盐, 对球形棕囊藻细胞硝酸还原酶的活性和藻细胞的生长有极显著的影响, 含有较高硝酸盐的富营养化海域有利于球形棕囊藻细胞的持续生长。     

亚低温条件下外源褪黑素对甜瓜幼苗氮代谢及渗透调节物质的影响

以甜瓜品种‘羊角酥瓜’幼苗为试材,利用人工气候室进行亚低温处理(昼/夜18℃/12℃)6 d,研究外源褪黑素(MT)对亚低温条件下甜瓜幼苗叶片氮代谢酶[硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)]活性、叶片总氮、铵态氮、硝态氮和渗透调节物质含量的影响.结果表明:与对照相比,亚低温处理降低了甜瓜总氮、硝态氮及硝酸还原酶活性,增加了铵态氮含量,抑制了甜瓜幼苗的生长.外源MT可显著提高亚低温下甜瓜幼苗氮代谢酶的活性,尤其可显著提高叶片GS和GOGAT活性,从而有效降低铵态氮含量;外源MT还可以提高叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖的含量,进而降低了亚低温对细胞膜的伤害,表现为甜瓜叶片相对电导率和丙二醛(MDA)含量较低.总之,在亚低温条件下,外源MT在一定程度上可通过降低甜瓜叶片铵态氮含量和促进渗透调节物质的积累,降低膜质过氧化水平,从而增加其对亚低温的适应性.     

亚低温条件下外源褪黑素对甜瓜幼苗氮代谢及渗透调节物质的影响

以甜瓜品种‘羊角酥瓜’幼苗为试材,利用人工气候室进行亚低温处理(昼/夜18 ℃/ 12 ℃)6 d,研究外源褪黑素（MT）对亚低温条件下甜瓜幼苗叶片氮代谢酶\[硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)\]活性、叶片总氮、铵态氮、硝态氮和渗透调节物质含量的影响.结果表明：与对照相比,亚低温处理降低了甜瓜总氮、硝态氮及硝酸还原酶活性,增加了铵态氮含量,抑制了甜瓜幼苗的生长.外源MT可显著提高亚低温下甜瓜幼苗氮代谢酶的活性,尤其可显著提高叶片GS和GOGAT活性,从而有效降低铵态氮含量;外源MT还可以提高叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖的含量,进而降低了亚低温对细胞膜的伤害,表现为甜瓜叶片相对电导率和丙二醛(MDA)含量较低.总之,在亚低温条件下,外源MT在一定程度上可通过降低甜瓜叶片铵态氮含量和促进渗透调节物质的积累,降低膜质过氧化水平,从而增加其对亚低温的适应性.     

硝酸盐对球形棕囊藻生长和硝酸还原酶活性的影响

以我国南海海域分离的赤潮原因种——球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)为材料,研究了不同硝酸盐浓度下藻细胞生长及硝酸还原酶活性的变化。当培养基中不含硝酸盐时,藻细胞内硝酸还原酶的活性保持在非常低的水平,藻细胞的生长受到限制,不能形成正常的生长曲线:当培养基中硝酸盐浓度为3.62μmol.L-1时,藻细胞的硝酸还原酶活性和比生长速率达到最大。在含有硝酸盐的培养基中,接种培养后第9天藻细胞硝酸还原酶活性达到最大值,并且在4种不同硝酸盐浓度下,藻细胞硝酸还原酶活性的差异性达到极显著水平(P<0.01)。在接种培养第16天藻细胞密度达到最大值,并且4种不同硝酸盐浓度培养的藻细胞密度之间的差异性也达到极显著水平(P<0.01)。实验结果表明,在培养基中添加不同浓度的硝酸盐,对球形棕囊藻细胞硝酸还原酶的活性和藻细胞的生长有极显著的影响,含有较高硝酸盐的富营养化海域有利于球形棕囊藻细胞的持续生长。     

聚糠萘水剂对黑龙江省不同积温带玉米籽粒灌浆的影响

2010和2011年在黑龙江省3个积温带(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)上,以不同基因型玉米品种郑单958和丰单3号为试材,研究不同环境温度下外源植物激素复配剂聚糠萘水剂（PASP-KT-NAA,PKN）对玉米籽粒灌浆过程和产量的影响.结果表明： 从第Ⅰ积温带到第Ⅲ积温带,玉米灌浆期的温度呈降低趋势;平均最低气温分别为12.16、11.40和9.56 ℃,玉米籽粒灌浆中后期有效积温不足,平均最低气温低于16 ℃,严重影响玉米的灌浆过程.施用PKN处理提高了3个积温带玉米籽粒干物质积累和籽粒灌浆速率;延迟了丰单3号籽粒灌浆速率达峰值的时间（T_max）,提早了郑单958的T_max;提高了两品种籽粒灌浆速率最大时的生长量和籽粒最大灌浆速率;缩短了籽粒的灌浆活跃期.PKN处理明显提高了3个积温带下两玉米品种的产量,第Ⅲ积温带的郑单958和丰单3号产量分别比第Ⅰ、Ⅱ积温带高82%、5.1%和3.4%、0.8%.施用外源PKN有助于玉米利用有限的积温,提高籽粒灌浆速率,降低籽粒含水量,最终增加产量.     

生长素和赤霉素对离体水仙花茎切段伸长的影响

以离体水仙(Narcissustazettavar.chinensis)花茎切段为材料,通过外源吲哚-3-乙酸(Indole-3-aceticacid,IAA)和赤霉素A3(GA3)处理,结合内源激素分析,研究了这两种激素对水仙花茎切段伸长的影响,以及它们之间的相互作用。结果表明:外源50μmol/LIAA和30μmol/LGA3均能促进花茎切段的伸长,其中IAA的促进作用大于GA3。200μmol/L生长素运输抑制剂2,3,5-三碘苯甲酸(2,3,5-Triiodobenzoicacid,TIBA)和65μmol/L赤霉素合成抑制剂烯效唑(Uniconazole,S-3307)均显著抑制花茎切段的伸长。外源50μmol/LIAA处理明显增加内源GA1 3的含量,是对照的3.40倍;外源30μmol/LGA3处理对内源IAA含量影响不明显,说明IAA对维持花茎切段内源活性GA水平起重要作用,IAA和活性GA共同发挥调控花茎切段伸长的作用。     

灌水时期和灌水量对小麦氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质品质的影响

以高产强筋小麦品种'济麦20'为试验材料,在防雨池栽条件下研究了灌水时期和灌水量对小麦氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质品质的影响.结果表明,随灌水时期增多和总灌水量增加,小麦开花后旗叶硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性显著增高,旗叶蛋白质水解酶内肽酶(EP)、氨肽酶(AP)、羧肽酶(CP)活性降低;小麦籽粒清蛋白和球蛋白含量增加,而籽粒谷蛋白和醇溶蛋白含量、成熟期籽粒谷醇/清球比值(谷蛋白+醇溶蛋白含量/清蛋白+球蛋白含量)降低;面粉沉降值和面团稳定时间显著降低,籽粒产量显著增加.研究发现,在本试验条件下,小麦全生育期灌水3次处理(底墒水+拔节水+开花水)在灌浆前中期旗叶NR和GS活性、灌浆中后期旗叶EP、CP、AP 活性均较高,且成熟期籽粒蛋白质含量、谷醇/清球比值、面团稳定时间、籽粒产量亦较高,是获得小麦高产优质的最佳灌水处理.