超表达小麦硝态氮转运蛋白基因TaNRT2.1对拟南芥生长及氮吸收的影响

为了阐明小麦硝态氮转运蛋白(nitrate transporters,NRT)TaNRT2.1及辅助蛋白TaNAR2.1的硝态氮转运功能,本研究构建了TaNRT2.1单基因(单超)与TaNRT2.1+TaNAR2.1双基因超表达载体(双超),通过农杆菌介导法转化野生型拟南芥,利用潮霉素筛选与PCR鉴定分别获得了3个单超与2个双超的转基因拟南芥纯合株系。通过研究转基因拟南芥的硝态氮吸收动力学及氮含量发现:在硝态氮浓度1 mmol·L~(-1)时,仅双超能够显著提高拟南芥的硝态氮吸收速率;硝态氮浓度1 mmol·L~(-1)时,不论单超还是双超均不能提高拟南芥的硝态氮吸收速率。低氮(0.1 mmol·L~(-1) NO_3~-)条件下,2种转基因拟南芥的生长状况和氮吸收与野生型相比均无显著差异;而在高氮(10 mmol·L~(-1) NO_3~-)条件下,单超提高了拟南芥的角果重和植株生物量,双超则显著提高了拟南芥的生物量、根系生长和总吸氮量。这些结果表明,TaNRT2.1转运蛋白需与辅助蛋白TaNAR2.1联合才能调控拟南芥对硝态氮的转运。     

短期铵态氮与硝态氮配施对刨花楠幼苗生长及叶片性状的影响

林木对不同形态氮素具有选择性吸收特征,铵态氮和硝态氮是植物吸收的主要氮素形态.为了明确刨花楠对铵态氮和硝态氮的吸收差异,采用盆栽试验方法,以铵态氮和硝态氮为氮源,以1年生刨花楠实生苗为研究对象,以当地山地红壤为基质,设置了7种不同的铵硝比配施添加试验,研究氮素形态和配比对刨花楠幼苗生长和叶片性状的影响.结果 表明:不同...     

氮素形态对番茄根系液泡膜焦磷酸酶活性的影响

采用超速梯度离心提取液泡膜微囊,研究硝态氮和铵态氮供应情况下番茄（Lycopersicon esculentum L.)根系液泡膜焦磷酸酶活性的变化。结果表明：供应铵态氮番茄根系专一性液泡膜焦磷酸酶活性比供应硝态氮的高37．7％;供应铵态氮根系液泡膜焦磷酸酶转运质子活力也明显高于供应硝态氮根系。Western blot结果表明,供应铵态氮根系液泡膜焦磷酸酶蛋白表达量也明显增加。     

植物氮素吸收与转运的研究进展

氮素是植物生长发育所必须的基本营养元素,在植物生长发育和形态建成中起着重要作用.土壤中植物所利用的主要氮素形式是铵态氮和硝态氮,在进化过程中植物形成不同的吸收和转运铵态氮和硝态氮的分子机制.该文对植物吸收与转运氮素的生理学特征、分子机制及涉及的相关基因等研究进行概括性综述,为研究水稻中氮素吸收、转运相关基因提供理论基础...     

氮素形态对樱桃番茄果实发育中氮代谢的影响

以樱桃番茄为材料,采用基质 营养液共培养的方法,研究了全硝态氮(NO₃^-）、铵态氮和硝态氮配施（75%NO₃^-∶25%NH₄⁺）及全铵态氮（NH₄⁺）营养对樱桃番茄果实氮代谢及硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）基因表达的影响.结果表明： 铵态氮和硝态氮配施处理下樱桃番茄的单果质量比全硝态氮处理略有增加,且果实中NH₄⁺、总氨基酸、氮含量和氮素累积量均显著高于全硝态氮处理;全硝态氮及铵态氮和硝态氮配施处理下果实NR活性及其基因表达没有明显差异,但都显著高于全铵态氮处理;铵态氮和硝态氮配施处理下果实GS活性都高于全硝态氮处理.不同形态氮素及配施处理下,同工酶GS1（胞质型GS）和GS2（叶绿体型GS）的表达与GS的活性不一致,说明氮素对GS活性的影响主要发生在转录后水平.     

缺氮及氮素形态对烟草幼苗糖代谢的影响机理初探

为了探明缺氮及不同氮素形态对烟草幼苗糖代谢的影响机理。该试验以‘中烟100’为试材,设置正常供氮为对照(CK,NO3-∶NH4+=1∶1)、缺氮(T1)、单一铵态氮(T2)和单一硝态氮(T3)4个处理的沙培试验,检测烟株功能叶片的全氮、还原糖、总糖、蔗糖淀粉的含量及糖代谢相关酶的活性,并分析根、茎、叶等3个部位糖代谢关键基因(SUT1、INV、GBSSI、AGPase)的表达差异。结果显示:(1)烟株功能叶片的全氮含量表现为T3CKT2T1。(2)与CK前期相比,T1处理显著增加了烟株叶片的还原糖、总糖、蔗糖及淀粉含量,降低了淀粉酶的活性,但对转化酶活性影响不显著;其中烟株叶片淀粉积累表现为T1T2CKT3。(3)缺氮及氮素形态对糖转运蛋白基因(SUT1)、焦磷酸化酶基因(AGPase)和颗粒淀粉合成酶基因(GBSSI)等关键基因的表达影响显著。研究认为,缺氮及不同氮素形态下烟草幼苗氮素利用率与淀粉积累成反比,其中蔗糖转运蛋白基因(SUT1)在氮素形态影响烟叶糖代谢过程中起关键作用。     

不同氮素形态比例对五味子幼苗生长特性的影响

以2年生五味子苗木为试验材料,在田间条件下,施以铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)不同比例,分析了叶片可溶性蛋白、叶绿素含量、根系及茎叶中全氮含量、生物量等季节的动态变化规律,探讨了不同氮素形态比例对五味子苗木生长的影响。结果表明,五味子苗木在不同生长时期对不同氮素形态的吸收和利用存在明显差异,NH4+-N和NO3--N对五味子幼苗生长有显著的联合效应。在五味子生长前期,五味子主要以吸收和同化NH4+-N为主,并以铵态氮和硝态氮比例为75∶25时地上部生物量积累较多;而在五味子生长的中后期,五味子主要以NO3--N吸收和同化为主,并以铵态氮和硝态氮比例为25∶75时地上部生物量积累较多。     

Sex-specifically responsive strategies to phosphorus availability combined with different soil nitrogen forms in dioecious Populus cathayana

雌雄青杨不同氮形态下性别差异性的磷利用策略 磷的吸收和利用效率对植物生长和产量尤为重要。然而,在不同氮形态下,雌雄异株植物对土壤磷的吸收和利用策略尚不清楚。本论文研究了雌雄青杨(Populus cathayana)在低氮、硝态氮和铵态氮下对 土壤磷的吸收和利用策略。研究结果表明,在较高的土壤供磷条件下,青杨雌株在两种氮形态下较雄株而言,均具有较高的生物量、根长密度、比根长和地上磷含量。此外,在正常供磷条件下,与硝态氮相比,青杨雌株在铵态氮的供应下具有更长的根系、更大的根长密度和比根长,而具有较少的根尖数。相比而言,在低磷条件下,青杨雄株在两种氮形态下均具有较小的根系、较大的叶片光合磷的利用效率以及较高的磷的再转运潜力。而且,青杨雌株在硝态氮条件下与铵态氮相比,具有较高的应对低磷潜力。在低磷条件下,铵态氮下青杨雄株叶片磷的光合利用效率和叶片磷再转运潜力明显高于硝态氮。这些结果表明,在正常供磷条件下,青杨雌株较雄株而言,具有更强的磷吸收能力及较高的生物量,尤其在硝态氮条件下;相比而言,青杨雄株在两种氮形态下较雌株而言,具有更有效的磷的利用效率,从而具有较高的对磷缺乏的忍耐能力。     

光照和不同氮素对水葫芦谷氨酰胺合成酶活性的影响

谷氨酰胺合成酶(GS)是水葫芦氮代谢过程中一个关键酶,其活性受外界条件的影响。本研究探讨了光照和不同氮素对水葫芦根和叶GS活性的影响。研究发现,铵态氮和硝态氮抑制水葫芦根部GS活性,但却促进叶部GS活性。光照强度增加抑制根部GS活性,但对叶部GS活性影响不大。研究结果为揭示外来植物水葫芦快速入侵的机理,进一步开发和利用水葫芦进行水体修复提供理论基础。     

水培硝态氮浓度对冬小麦幼苗氮代谢的影响

以Hoagland营养液为培养基质,以冬小麦为试材,动态测定高(含NO3--N15mmol·L-1)、中(含NO3--N7.5mmol·L-1)、低(含NO3--N2.5mmol·L-1)三种氮水平处理条件下硝态氮的吸收和累积、硝酸还原酶活性、铵态氮含量、小麦吸氮量及根系活力,分析不同供氮水平对冬小麦硝态氮吸收、还原、转运的影响,探讨不同供氮条件下,植物地上、地下部分硝态氮代谢的变化。结果表明:水培条件下,营养液NO3-的消耗量、pH变化、植株全氮以及根系活力均能较好地反映不同氮水平对植株硝态氮代谢的影响;高氮条件下植物体内NO3-进一步同化较中氮弱,冬小麦植株积累了较多的NO3-,而非过多的吸收营养液中的NO3-。不同氮浓度处理下,NO3-的供应与植株NRA间无相关关系,根系与地上部的变化曲线不同;NO3-供应浓度高时,植物地上部是主要同化部位;低浓度时根部是主要同化部位。虽然NO3-是一种安全的氮源,但供应过高则抑制体内硝态氮进一步同化,而供应过低,植物吸收NO3-量不足、根系活力下降,不利于小麦幼苗氮素营养。     

Responses of soil inorganic nitrogen to increased temperature and plant removal during the growing season in a Sibiraea angustata scrub ecosystem of eastern Qinghai-Xizang Plateau

为了揭示气候变暖背景下高寒灌丛土壤氮转化过程, 该文研究了青藏高原东缘窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)灌丛生长季节土壤硝态氮和铵态氮含量对增温和去除植物的响应。结果表明: 窄叶鲜卑花灌丛土壤硝态氮和铵态氮含量具有明显的季节动态。整个生长季节, 土壤硝态氮含量呈先增加后降低的趋势, 而铵态氮含量均表现为一直增加的趋势。在生长季初期和中期, 各处理土壤硝态氮含量均显著高于铵态氮含量, 而在生长季末期土壤硝态氮含量均显著低于铵态氮含量, 说明该区域土壤氮转化过程在生长季初期和中期以硝化作用为主, 而在生长季末期以氨化作用为主。不同时期土壤硝态氮和铵态氮含量对增温和去除植物的响应不同: 增温对硝态氮的影响主要发生在生长季中期和末期, 且因植物处理的不同而有显著差异, 增温仅在生长季中期使不去除植物样方铵态氮含量显著升高。去除植物对土壤硝态氮的影响仅表现在对照样方(不增温), 去除植物显著提高了生长季初期和中期土壤硝态氮含量, 显著降低了生长季末期土壤硝态氮含量; 同时去除植物显著降低了增温样方生长季中期土壤铵态氮含量。灌丛植被在生长季初期和中期可能主要吸收土壤硝态氮, 其吸收过程不受土壤增温的影响。     

青藏高原东缘窄叶鲜卑花灌丛生长季土壤无机氮对增温和植物去除的响应

为了揭示气候变暖背景下高寒灌丛土壤氮转化过程, 该文研究了青藏高原东缘窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)灌丛生长季节土壤硝态氮和铵态氮含量对增温和去除植物的响应。结果表明: 窄叶鲜卑花灌丛土壤硝态氮和铵态氮含量具有明显的季节动态。整个生长季节, 土壤硝态氮含量呈先增加后降低的趋势, 而铵态氮含量均表现为一直增加的趋势。在生长季初期和中期, 各处理土壤硝态氮含量均显著高于铵态氮含量, 而在生长季末期土壤硝态氮含量均显著低于铵态氮含量, 说明该区域土壤氮转化过程在生长季初期和中期以硝化作用为主, 而在生长季末期以氨化作用为主。不同时期土壤硝态氮和铵态氮含量对增温和去除植物的响应不同: 增温对硝态氮的影响主要发生在生长季中期和末期, 且因植物处理的不同而有显著差异, 增温仅在生长季中期使不去除植物样方铵态氮含量显著升高。去除植物对土壤硝态氮的影响仅表现在对照样方(不增温), 去除植物显著提高了生长季初期和中期土壤硝态氮含量, 显著降低了生长季末期土壤硝态氮含量; 同时去除植物显著降低了增温样方生长季中期土壤铵态氮含量。灌丛植被在生长季初期和中期可能主要吸收土壤硝态氮, 其吸收过程不受土壤增温的影响。     

氮素形态对小白菜生长和碳氮积累的影响

水培条件下,研究不同氮素形态(硝态氮、铵态氮、甘氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、牛血清蛋白,以及甘氨酸与硝态氮、牛血清蛋白与硝态氮的混合氮源)对小白菜生长和碳氮积累的影响.结果表明:不同氮素形态对小白菜质量、碳氮积累量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和游离氨基酸含量的影响不同;硝态氮处理下小白菜地上部分和根的干质量与鲜质量均最大;甘氨酸对小白菜根系的生长及碳氮积累具有明显的促进作用;在3种氨基酸中,谷氨酰胺更有利于小白菜地上部分的生长和氮积累.聚类分析表明,9种氮素形态处理按营养效应大小分为:硝态氮、谷氨酰胺＞甘氨酸与硝态氮混合氮源、牛血清蛋白与硝态氮混合氮源、甘氨酸、铵态氮＞丙氨酸、牛血清蛋白、对照.有机氮源可以作为小白菜生长的氮源,不同的氮素形态对植物产生的生理效应不同.     

水分状况与不同形态氮添加对亚热带森林土壤氮素净转化速率及N2O排放的影响

通过室内模拟试验,研究40%、70%和110%土壤饱和持水量(WHC)下,不同形态氮(硝态氮和铵态氮)添加对亚热带森林红壤氮素转化的影响.结果表明:70%WHC下土壤净矿化和氨化速率最高,40%WHC下最低;与对照相比,70%WHC下添加硝态氮使土壤净矿化和氨化速率分别降低56.1%和43.0%,110%WHC下分别降低68.2%和19.0%,但提高了氨化速率占矿化速率的比例,表明添加硝态氮抑制了硝化.110%WHC下,添加硝态氮后,土壤净硝化速率最低,但氧化亚氮(N2O)浓度最高,最大值出现在第3~7天,表明N2O产生自反硝化途径,硝态氮也在同时段降低;而40%WHC和70%WHC下,N2O浓度在培养初期最大,即使在铵态氮和硝态氮添加处理下,试验后期N2O浓度也没有显著变化,表明自氧硝化是试验前期N2O产生的主要途径.40%WHC下,土壤可溶性有机碳含量增加最多,且在铵态氮添加处理下增加最多,可见添加铵态氮促进土壤有机质矿化,增加可溶性有机碳,但是土壤水分含量增多不利于有机质矿化.在40%WHC和110%WHC下,铵态氮添加处理土壤可溶性有机氮(SON)变化速率分别显著高于对照73.6%和176.6%,而在硝态氮添加处理下,只有40%WHC下显著高于对照78.7%,表明高水分条件和添加铵态氮有利于SON的形成.     

马尾松人工林林窗土壤有效氮和氮转化酶活性的季节动态

对长江上游低山丘陵区马尾松人工林4种不同大小林窗(G1:100 m2、G2:400 m2、G3:900 m2、G4:1600 m2)及林下土壤铵态氮、硝态氮、脲酶及亚硝酸还原酶活性进行季节动态对比分析。结果表明,随着林窗面积增大,铵态氮呈先升后降的趋势,硝态氮呈现降低的趋势,铵态氮、硝态氮、脲酶活性分别在400 m2、100~400 m2、900~1600 m2的林窗较高,亚硝酸还原酶活性在面积为400 m2的林窗较低,说明林窗面积对铵态氮和硝态氮有显著影响,小林窗更利于土壤中有效氮的积累。铵态氮春季显著高于其他三季,硝态氮、脲酶活性秋冬两季较高,亚硝酸还原酶活性秋季较高。与林下相比,有效氮仅小林窗在春夏季明显升高;酶活性总体较林下高,但无明显差异,仅林窗边缘的亚硝酸还原酶活性显著高于中央。此外,土壤有效氮、酶活性与土壤温度、含水量密切相关。林窗形成后,对微气候条件尤其是土壤湿度的改善,可能提高土壤酶活,进而促进土壤氮的转化。     

不同氮素形态及其配比对紫苏品质及矿质元素累积的影响

以紫苏幼苗为试验材料,通过营养液盆栽试验,在等氮条件下设置6种不同氮素形态[NH4+-N、NO3--N、CO(NH2)2]及其配比处理,测定其采收期前硝酸盐和亚硝酸盐含量的变化以及营养成分和药用成分的含量,探讨不同氮素形态及其配比对紫苏叶片硝酸盐和亚硝酸盐含量的动态变化、营养成分、矿质元素和次生代谢产物含量的影响,为生产中合理施用氮肥提供理论基础。结果表明,(1)紫苏叶片中的硝酸盐和亚硝酸盐含量随栽培时间的增加而不断累积,在采收前,叶片硝酸盐含量在全铵处理下最低,亚硝酸盐含量在铵硝比(NH4+-N/NO3--N)为25∶75时最低。(2)紫苏叶片中的可溶性糖、淀粉含量在全硝态氮处理下最高,而其游离氨基酸和维生素C含量在酰胺态氮处理时达到最大值;紫苏叶片中P、K、Ca累积量在铵硝比为50∶50时最高,Zn、Fe、Mn元素的含量在全铵态氮处理下最高,而Mg元素含量在全硝态氮处理下含量最高。(3)紫苏叶片中的总黄酮含量、挥发油含量以及迷迭香酸含量均随着铵硝比的增加呈现先升高后降低的趋势,并在铵硝比为25∶75时最高;紫苏叶片中花色苷相对含量在酰胺态处理下达到最大值。研究表明,在紫苏的栽培生产中,铵硝比为25∶75更有利提高其药用品质和营养品质,并且能降低其亚硝酸盐含量。     

氮素营养对药用菊花氮代谢及产量品质的影响

采用盆栽试验,以药用菊花为供试材料,选用酰胺态氮[CO(NH_2)_2-N]、硝态氮(NO_3~--N)和铵态氮(NH_4~+-N)为供试氮肥,分别设定3个氮素水平,采用L9(34)正交设计,研究氮素营养对药用菊花氮代谢、产量和品质的影响。结果表明:氮素形态对药用菊花氮代谢、产量和品质的影响存在较大差异。酰胺态氮和硝态氮混合施用时药用菊花单株花序干重最大,铵态氮对菊花叶片NR活性、游离氨基酸、可溶性蛋白以及花序中绿原酸含量的影响较大,酰胺态氮对菊花叶片GS活性和花序中总黄酮含量的影响大于铵态氮和硝态氮,硝态氮对菊花花序木犀草苷含量的影响最大;处理5即施酰胺态氮1.5 g·pot~(-1)、铵态氮1.5 g·pot~(-1)、硝态氮3.0 g·pot~(-1)、总氮量6.0 g·pot~(-1)时,菊花花序中3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量高于缺氮处理近1倍。可见,氮素营养可提高药用菊花氮代谢关键酶活性和氮代谢产物,提高药用菊花成分含量和单株花序干重。     

菊花基因组DNA甲基化水平对根系硝态氮吸收的影响

以菊花的扦插生根苗为试材,在缺氮和适氮水培条件下,分别使用甲基化抑制剂(5-aza C)和甲基供体(SAM)处理菊花根系,测定处理后基因组DNA甲基化水平变化、根系构型相关参数、根系硝态氮含量以及NO3-转运蛋白基因Cm NRT1.1、Cm NRT2.1、Cm NAR2.1的相对表达量。结果表明,在适氮条件下,5-aza C处理的菊花根系DNA甲基化水平降低,根系总直径、总表面积及总体积增大;根系NO3-含量与对照相比显著增加,根系NO3-转运蛋白基因Cm NRT1.1、Cm NRT2.1、Cm NAR2.1相对表达量也有所升高。据此推测,降低菊花根系基因组DNA甲基化水平可以提高根系NO3-转运相关基因的表达,进而促进根系对NO3-的吸收。     

不同氮源对红花幼苗生长及营养成分影响

为了提高红花苗菜产量,探讨氮源与红花幼苗生长的关系,该研究以1-3、H-7和3-10红花株系为试验材料,采用盆栽砂培试验,以不施肥为对照,研究铵态氮、硝态氮、生物有机肥、尿素、生物有机肥/铵态氮、生物有机肥/硝态氮、生物有机肥/尿素、铵态氮/硝态氮等9个处理对红花幼苗生物学性状、可溶性糖、可溶性蛋白质、硝酸盐、羟基红花黄色素A、黄酮等的影响。结果显示:(1)与对照相比,所有施氮处理红花幼苗的株高、单株鲜质量、食用部分质量和生物学产量均有提高,其中尿素处理红花幼苗的食用部分质量、单株鲜质量和生物学产量最高,比对照平均增加了34.16%、25.15%和35.63%,产出比均值达81.94,其次为生物有机肥/硝态氮处理,比对照平均增加27.59%、21.78%和29.81%,产出比均值达78.18。(2)与对照相比,铵态氮和硝态氮处理均降低了红花幼苗可溶性糖含量,尿素处理显著增加红花幼苗可溶性蛋白含量,生物有机肥/尿素处理的幼苗可溶性蛋白含量仅低于尿素处理。(3)铵态氮、硝态氮和尿素与生物有机肥配施处理,红花幼苗的硝酸盐含量增加幅度小于铵态氮、硝态氮和尿素单施,表明生物有机肥处理可降低红花幼苗的硝酸盐含量。(4)不同氮源对红花幼苗羟基红花黄色素A没有显著影响;与对照相比,仅生物有机肥/硝态氮处理的红花幼苗中黄酮略有增加,其他处理的黄酮含量均下降。研究表明,氮源为生物有机肥/硝态氮时,红花幼苗生物学产量、可溶性糖、可溶性蛋白和黄酮含量相对较高,而硝酸盐含量相对较低,为红花苗菜生产最佳氮源。     

温度和光照强度对海藻场瓦氏马尾藻碎屑分解的影响

通过气候培养箱在室内模拟不同光照强度及温度条件,测定海藻场瓦氏马尾藻碎屑(简称海藻碎屑)分解速率变化及海藻碎屑对海藻场海域无机营养盐贡献度,旨在为探究大型海藻碎屑的生态服务效能提供科学依据。结果表明:海藻碎屑剩余物质干重和分解速率受温度影响不显著(P0.05),而光照强度影响显著(P0.05);不同温度、光强条件下,海藻碎屑质量损失率在2个月的实验周期内皆大于60%,且温度25.15℃、光强3200 lx条件更有利于海藻碎屑分解;温度对海藻碎屑分解释放氮磷营养盐影响不显著(P0.05);在同一温度(25.15℃)条件下,有无光照条件对水体铵态氮、硝态氮和亚硝态氮营养盐浓度变化影响不显著(P0.05),但对正磷酸盐浓度影响显著(P0.05);光照强度对水体内铵态氮和正磷酸盐浓度变化具有显著影响(P0.05),对硝态氮和亚硝态氮浓度变化影响不显著(P0.05);根据海藻场瓦氏马尾藻碎屑量估算出对现场海域水体溶解无机氮累积贡献量为4.597~17.321 mg·L~(-1),溶解无机磷累积贡献27.989~76.304 mg·L~(-1)。研究表明,不同温度条件下,瓦氏马尾藻碎屑分解释放铵态氮和正磷酸盐的量大于硝态氮和亚硝态氮,温度越高越利于铵态氮释放,而正磷酸盐则更利于在低温下分解释放;随光照强度的升高,氮磷营养盐释放趋势相反,正磷酸盐释放量随光照强度增大而受到抑制。