前期干旱寡雨条件下移栽期后移对烤烟碳氮代谢和产质量的影响

为探究移栽期后移对干旱寡雨条件下烤烟植株生长和烟叶品质的影响,本研究以K326为材料,当地常规移栽期(5月1日,T1)为参照,研究移栽期后移[(5月10日移栽,T2),(5月20日移栽,T3)]条件下烤烟生长、碳氮代谢关键酶活性、烟叶产质量的变化特征。结果表明,试验点2022年5至10月的降雨量分别为8.38、53.60、159.87、331.60、452.44、536.55 mm(移栽期呈干旱寡雨特征)。移栽期后移促进了烟株生长,与T1处理相比,T2和T3处理的株高分别提高8.13%和4.42%,茎围分别提高5.10%和17.02%,最大叶宽分别提高1.18%和9.62%。移栽期后移抑制烟株碳、氮代谢,与T1处理相比,T2、T3处理烟株蔗糖合成酶、硝酸还原酶活性降低。与常规移栽期相比,移栽期后移处理烟叶的产量和产值无显著差异,烟叶品质和烟叶感官质量得到提升,不同等级烤烟的常规化学成分(氯、钾、总氮含量和钾氯比)等指标均较满足优质烤烟的化学成分要求。综上,在云南地区前期干旱寡雨条件下,适当后移移栽期(即推迟至5月10日至20日)可以保障烟株的正常生长和烟叶品质。本研究结果为优质烟叶生产提供了理论依据。

不同钾肥对水肥一体化下烤烟碳氮代谢与钾吸收的影响

为解决平顶山烟区烤烟钾含量偏低的问题,以烤烟品种中烟100为材料,基于水肥一体化栽培管理,研究了不同钾肥对烤烟碳氮代谢与钾吸收的影响。结果表明:配合水肥一体化四次追施自制钾肥,以及施用缓释钾肥和生物钾肥都能提高烟株光合能力与碳氮代谢水平,促进烟株生长发育,促进效应依次是缓释钾肥>生物钾肥>自制钾肥。施用不同种类钾肥能够提高烟株体内SOD等保护酶的活性,增强烤烟抗性,这种促进效应的基本顺序是生物钾肥>缓释钾肥>自制钾肥。钾代谢相关基因表达分析表明,这三种钾肥的合理使用能够有效促进钾的吸收与转运、减少钾的外排,进而增加烟株中钾的储存。配合水肥一体化四次追施自制钾肥和施用缓释钾肥两个处理对中上部烟叶钾含量有明显的提升作用。

不同施氮水平对黑钙土花生碳氮代谢相关酶活性、产量和品质的影响

为探讨黑钙土花生适宜施氮量,本研究以吉花25为试验材料,共设置6个氮肥水平,分别为施用纯氮0、112.5(传统施肥,N1)、90(减氮20%)、79.5(减氮30%)、159(增氮40%)、225 kg/hm^(2)(增氮100%),研究了氮肥对花生碳氮代谢相关酶的活性、产量和品质的影响。结果表明,施用氮肥会提高硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,但过量施用氮肥会抑制NR、GS、GDH、SS和SPS活性。各施氮处理产量均高于对照,在传统施肥的基础上减氮施肥20%(施氮量90 kg/hm^(2))时,花生产量最高,与对照相比增产9.21%,相较于传统施肥增产1.57%,说明减氮20%即可既满足花生生长发育的氮肥需求,同时又能保证叶片中碳氮代谢相关酶的活性,增强了花生对氮素的吸收与利用的能力,并通过降低单株秕果数和单株单果数,提高单株双果数、百果重和百仁重,最终提高花生产量。

连续间作下的紫花苜蓿/燕麦根系与碳氮代谢特性研究

为探明豆/禾牧草连续间作下的根系生长特性、碳氮代谢特性及二者相互耦联机制的长期效应,通过田间框栽土培试验,以紫花苜蓿单作和燕麦单作为参照,对紫花苜蓿/燕麦间作种植后第2年、第3年(高产期)连续2年的根系特征、碳氮代谢特性及其相互协调关系开展研究。结果表明:燕麦的生物量表现为间作显著高于单作(P<0.05);燕麦的根表面积和根平均直径表现为间作显著高于单作(P<0.05);燕麦的蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性、4个氮代谢酶活性和碳水化合物积累量表现为间作显著高于单作(P<0.05),而紫花苜蓿与燕麦表现相反。通过相关性分析发现,生物量与光合气体交换参数、氮代谢酶活性、根系特性呈正相关;根表面积、根平均直径与Tr、Pn、Gs、硝酸还原酶(NR)活性、氮积累量、蛋白总量呈显著正相关(P<0.05);根体积、根表面积、根平均直径与亚硝酸还原酶(NiR)活性、谷氨酸合酶(GOGAT)活性呈极显著正相关(P<0.01)。由此可知,紫花苜蓿与燕麦间作更有利于燕麦优化其根系形态,同时也会显著提高燕麦净光合速率和蒸腾速率,增强燕麦RuBPCase、NR和谷氨酰胺合成酶(GS)等碳、氮代谢酶活性,进而促进其体内碳水化合物及蛋白质积累以改善燕麦生物量和品质,连续间作减弱了系统内燕麦对紫花苜蓿根表面积和根体积的抑制,拓展了紫花苜蓿总根长,但整体而言,间作抑制了紫花苜蓿根系生长和碳、氮代谢水平,不利于其代谢产物及生物量的积累;且总根长、根表面积和根体积对碳、氮代谢起显著促进作用,紫花苜蓿/燕麦间作体系内根系及碳、氮代谢的协调一致可有效提高体系内生物量和蛋白总量。

不同遮荫处理对杉木幼苗生长及土壤碳氮代谢酶活性的影响

遮荫是苗木培育的关键措施,它可以通过影响根系向土壤释放分泌物的量改变土壤碳氮酶活性,进而影响土壤碳氮循环过程。然而,有关遮荫对土壤碳氮酶活性的影响及其与苗木生长之间的关系如何,研究较为缺乏。以杉木1年生幼苗“洋061”为研究对象,设置五个不同遮荫处理:不遮荫(CK)光强1157.82μmol m^(-2)s^(-1)、30%遮荫(T1)光强856.31μmol m^(-2)s^(-1)、55%遮荫(T2)光强542.68μmol m^(-2)s^(-1)、70%遮荫(T3)光强382.08μmol m^(-2)s^(-1)、85%遮荫(T4)光强219.56μmol m^(-2)s^(-1),比较不同遮荫处理对杉木幼苗生长、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和土壤碳氮代谢酶活性的影响。结果表明:(1)杉木苗高、不同器官生物量、根冠比和苗木质量指数均随光强减弱呈先升后降的趋势,除苗高和根冠比分别在T3和T1时最大,其余指标均在T2时最大,而地径则随光强的减弱逐渐变小;(2)土壤SOC含量对遮荫响应存在差异,T3处理下SOC含量显著低于CK,而在T4时显著高于CK,遮荫不同程度降低土壤TN含量,但不同处理间不存在显著差异;(3)土壤碳氮代谢酶对不同遮荫处理的响应存在一定的差异。与CK相比,不同遮荫处理显著改变土壤酶活性,其中土壤纤维素酶(S-CL)、土壤蔗糖酶(S-SC)、土壤酸性转化酶(S-AI)、土壤木质素过氧化物酶(S-LiP)活性在T4处理时最高;土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(S-NAG)、土壤几丁质酶(S-C)则在T3达到最大值;土壤多酚氧化酶(S-PPO)活性在T1处理下最大;T2遮荫强度时,土壤淀粉酶(S-AL)、土壤亚硝酸转化酶(S-NiR)活性最高;但遮荫还不同程度的降低了土壤脲酶(S-UE)、土壤硝酸转化酶(S-NR)活性。冗余分析发现,土壤酶活性对SOC、TN的解释度高达76.61%,表明S-LiP、S-AL、S-AI、S-PPO、S-CL与SOC具有较强的正相关关系,S-UE、S-NR对TN影响较大。综上所述,30%—55%遮荫即光照强度为542.68—856.31μmol m^(-2)s^(-1)是较适宜杉木幼苗生长的光照条件,这与该处理下提高土壤碳氮酶活性进而改善碳氮养分循环密切相关。

与豆类间作对马铃薯叶片碳氮代谢关键酶活性及作物产量的影响

马铃薯连作会产生诸多危害,研究与豆类作物间作对马铃薯叶片碳氮代谢关键酶活性及作物产量的影响,进而选择适宜的马铃薯栽培模式,对提高农业生产效益、保护生态环境以及推动农业可持续发展有重要意义。本研究于2020年5月至2021年9月在宁夏海原县开展,以马铃薯品种‘青薯9号’为材料,采取随机区组试验,设置马铃薯单作(IP)、大豆单作(IS)、蚕豆单作(IB)、马铃薯与大豆间作(PS)、马铃薯与蚕豆间作(PB)5种种植模式,测定马铃薯叶片碳代谢、氮代谢相关指标及作物产量。结果表明:与豆类作物间作能显著提高马铃薯叶片碳氮代谢相关酶活性、增加群体产量,提高土地利用率,其中以马铃薯与大豆间作(PS)表现最佳。相关性分析表明,碳氮代谢各指标均与产量呈极显著正相关,碳代谢关键酶(蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶)与氮代谢关键酶(谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶)之间存在极显著正相关。主成分分析表明,与豆类作物间作时,可溶性糖、蔗糖磷酸合成酶、谷氨酰胺合成酶及硝酸还原酶对马铃薯产量的提升起主导作用。马铃薯与豆类间作土地当量比均大于1,其中马铃薯与大豆间作(PS)两年平均土地当量比为1.20,表现出显著的间作优势。综上,马铃薯叶片碳氮代谢酶之间存在显著的正向影响,且对产量形成有促进作用,与豆类间作可显著提升马铃薯叶片碳氮代谢酶活性,进而提高群体产量。在宁夏南部半干旱区,为克服马铃薯连作障碍、促进农业可持续发展、提升经济效益,可推广马铃薯与豆类间作模式,以马铃薯与大豆间作最宜。

基于近红外光谱技术的水稻节间主要碳氮代谢组分分析

近年来,近红外光谱技术在作物样品组分检测和育种材料快速筛选等方面得到广泛应用,而关于水稻源库器官,尤其是水稻节间主要碳氮代谢组分高通量检测的研究鲜见报道。本研究以试验获得的576份代表性节间样本为材料,在获得样本化学实测值的基础上,采集样本的近红外光谱信息,并利用偏最小二乘(partial least square,PLS)法构建水稻节间主要碳氮代谢组分蔗糖、淀粉、总氮模型。模型验证结果显示:水稻节间蔗糖、淀粉、总氮含量PLS模型验证集决定系数分别为0.988、0.977和0.957,相对分析误差均大于3,模型的性能指数分别为85.20、85.80和86.50,表明所建模型预测结果准确可靠。此外,水稻叶片和叶鞘的淀粉、总氮含量和碳氮比的PLS模型也具有较高的精度。本研究构建了水稻节间主要碳氮代谢组分的近红外光谱模型,为水稻栽培生理和高产栽培理论研究提供了技术支撑。

光照强度和氮素形态对棉花-丛枝菌根真菌共生体碳氮代谢的影响

接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌可以提高棉花对氮(N)的吸收,但光照强度和N素形态对棉花-AM真菌共生体生长及碳氮(C-N)代谢的影响鲜有报道。本研究以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)和AM真菌异形根孢囊霉(Rhizophagus irregularis)为研究对象,以不同光照强度(20%2390 lux、60%7170 lux、80%9598 lux)和总N浓度为4 mmol/L不同形态N素(硫酸铵、硝酸钾、尿素、谷氨酰胺)为试验因子,采用三室培养法和同位素示踪技术探究不同光照强度和N素处理对棉花-AM真菌共生体生长及C-N代谢的影响。研究发现硫酸铵或尿素处理下,菌根^(15)N丰度随光照强度增强而升高,说明当光照强度增强时,寄主植物可能传递更多的C给AM真菌,从而使AM真菌根外菌丝同化和转运更多的外源N(特别是含NH_(4)^(+)的N源)给寄主植物。60%与80%光照处理下,各N素处理AM真菌侵染强度均显著高于20%光照处理,但60%与80%光照处理相比,各N素处理AM真菌侵染强度无显著差异。20%和60%光照处理下,施加尿素或硫酸铵更有利于菌根化棉花N、磷(P)、可溶性糖及叶绿素的积累,80%光照处理下,施加硫酸铵对共生体N、P积累最有利,施加硝酸钾对共生体可溶性糖和叶绿素积累最有利,但与各N素组内20%光照处理对比,80%光照下,共生体N、P及叶绿素积累均有所下降。综上所述,60%光照强度,施加4 mmol/L铵态氮(NH_(4)^(+)-N)更有利于棉花-AM真菌共生体的生长发育及C-N代谢。

硫素水平对大豆叶片碳氮代谢关键酶活性的影响

为了探究不同的硫素水平对大豆苗期和花期叶片碳氮代谢关键酶活性的影响,以大豆品种‘来豆2号’和‘合丰55号’为试材,用浇灌营养液的方法测大豆苗期和花期叶片碳代谢关键酶活性的数据。‘来豆2号’和‘合丰55号’的GOGAT和SS酶活性在160 mg/L处理下达最大值;‘来豆2号’GS酶活性在160 mg/L处理下酶活性峰值最强,‘合丰55号’苗期峰值是260 mg/L处理下达最大值,花期峰值是硫营养最低的20 mg/L处理下;‘来豆2号’SPS酶活性在40 mg/L处理下达最大值,而‘合丰55号’苗期峰值是硫营养较高的80 mg/L处理,花期峰值是硫素水平最高的260 mg/L处理。结果表明,谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酰胺合成酶(GS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)的开花期酶活性显著大于苗期,品种间呈相同规律。

硝普钠添加对碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的影响

【目的】施加外源硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)可有效缓解水稻碱胁迫伤害。本研究通过比较不同碱敏感性水稻品种萌发及碳氮代谢相关指标的差异,探讨碱胁迫下外源SNP添加对萌发期水稻碳氮代谢的影响,为盐碱地水稻种植提供参考。【方法】以碱敏感品种中花11(ZH11)和耐碱品种宁粳52(NG52)为试验材料,在混合碱胁迫[alkali stress(AS),即20 mmol/L CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)等比例混合液,pH 10.50]下,设置不同SNP浓度(0、10、30、50、70、100μmol/L)浸种处理,通过测定萌发期关键生长指标,以筛选SNP最适浓度。结果显示碱胁迫下不同浓度外源SNP影响了水稻萌发,其中,30μmol/L SNP处理显著增加了水稻的发芽指数,促进了水稻萌发。进一步设置CK(control)、SNP(30μmol/L)、AS(20 mmol/L)、AS+SNP(20 mmol/L AS+30μmol/L SNP)4个处理,分析它们对萌发期碱敏感差异水稻碳氮代谢的影响。【结果】1)在碳代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理下ZH11和NG52中蔗糖含量显著降低。其中,NG52中蔗糖含量显著低于ZH11,而其蔗糖合成基因(OsNIN1)和葡萄糖合成基因(OsSPS1、OsSPS11)的表达量显著高于ZH11。2)在氮代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理显著增加了2个品种中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮含量,硝酸还原酶、S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR2、OsGSNOR1基因表达,降低了NO3-和氧化型谷胱甘肽含量,提高了脯氨酸水平。其中,NG52中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮、脯氨酸、氧化型谷胱甘肽含量,S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR1.2、OsGSNOR1的表达量均显著高于ZH11。3)相关分析和主成分分析结果显示,葡萄糖和蔗糖合成酶基因(OsNIN1)分别与苹果酸、柠檬酸、脯氨酸和一氧化氮呈显著正相关,葡萄糖、果糖、一氧化氮、亚硝基谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽可能是影响碳氮代谢相互协调的关键指标。【结论】施加30μmol/L SNP可促进碱胁迫下水稻体内蔗糖分解和有机酸的积累,增强硝酸还原酶和S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性,提高有机氮含量,促进碳代谢向氮代谢转化,维持碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的正常进行。

锌锰硼配施对雪茄烟叶光合特性、碳氮代谢及品质的影响

为探究配施不同比例锌锰硼元素对雪茄烟叶光合特性、碳氮代谢和品质的影响,以‘德雪1号’为试材,对雪茄烟生育期质体色素含量、净光合速率、碳氮代谢酶活及发酵后烟叶化学成分、锌锰硼元素含量进行分析。结果表明:(1)配施不同比例的锌锰硼元素均能提高雪茄烟烟叶质体色素含量、净光合速率以及烟叶淀粉酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性和碳氮代谢产物含量,碳氮代谢更为协调;(2)处理间比较,T2处理(Zn∶Mn∶B=4∶4∶3)较CK(Zn∶Mn∶B=0∶0∶0)发酵后烟叶总糖、还原糖含量分别增加51.39%、66.67%,烟碱、总氮含量分别降低12.08%、20.22%,Zn、Mn、B含量分别提高0.17、1.98、0.65倍,钾氯比、氮碱比协调性较好,符合优质雪茄烟叶生产要求。综上可得,四川省什邡雪茄烟产区宜采用T2处理(Zn∶Mn∶B=4∶4∶3)的锌、锰、硼元素配施比例,T3处理(Zn∶Mn∶B=2∶3∶2)次之,可显著增强雪茄烟叶的光合特性、碳氮代谢强度,改善烟叶品质。

穿心莲不同生长发育期穿心莲内酯积累与碳氮代谢特征

【目的】明确穿心莲(Andrographis paniculata)不同生长发育期主要活性成分穿心莲内酯的积累和碳、氮代谢特征及其关系,为穿心莲优质高产栽培管理提供理论依据。【方法】根据穿心莲生长发育特点,将其物候期划分为塔型期、团棵期、拔节期、现蕾期、盛花期和花果期,分析大田条件下各生长发育期的生物量及穿心莲内酯积累和碳、氮代谢特征。【结果】穿心莲全株和茎秆生物量在盛花期开始稳定,叶片生物量在拔节期开始趋于稳定,相对生长速率和叶片生物量占比随着生长进程逐渐下降。叶片的穿心莲内酯含量在塔型期至现蕾期(营养生长期)逐渐上升,在现蕾期达峰值且保持稳定,单株穿心莲内酯产量在盛花期达最大。穿心莲内酯合成关键酶基因ApDXS、ApDXR、ApGGPS和ApCPS的表达量在团棵期上升,随后下降并趋于平稳,而基因ApHMGS和ApHMGR1在现蕾期后维持在高表达水平。穿心莲内酯合成可能主要受甲羟戊酸(MEP)途径调控,且穿心莲内酯积累滞后于基因表达。叶片和茎秆的氮含量随着穿心莲的生长进程逐渐下降,植株地上部氮积累量和茎秆氮积累量在现蕾期达最大值,而叶片的氮在现蕾期后向果实转移其积累量逐渐下降。塔型期和团棵期叶片氮同化相关酶中的谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(NAD-GDH)和异柠檬酸脱氢酶(ICDH)活性较高,同时叶片蔗糖和可溶性总糖含量也较高,随后氮同化酶活性及蔗糖和可溶性总糖含量下降,淀粉含量的变化则相反。叶片穿心莲内酯含量和单株穿心莲内酯产量与株高、生物量、地上部氮积累量和淀粉含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),与叶片氮含量呈极显著负相关,说明促进穿心莲营养生长期生物量积累有利于提高穿心莲内酯含量和产量。【结论】现蕾期至盛花期是采收穿心莲药材的最佳时期;营养生长期是穿心莲氮同化和积累的主要时期,在该时期适当增施氮肥促进穿心莲生物量积累可提高穿心莲内酯含量和产量。

不同烤烟品种间碳氮代谢关键酶及其产物的差异

为探究不同品种间碳、氮代谢关键酶及其主要产物间的差异和内在联系,寻找碳氮代谢适宜的后备烤烟品种,进行4个品种(云烟87、云烟105、云烟116、云烟121)的田间试验,观测其团棵期、旺长期、现蕾期总糖、还原糖、总氮、烟碱含量及代谢关键酶[蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)]活性。结果表明,碳代谢方面,云烟87总糖含量在旺长期达到最高;云烟105团棵期还原糖含量最高,旺长期SPS活性最高,云烟116现蕾期总糖含量最高,SS活性最高;云烟121现蕾期还原糖含量最高,团棵期和旺长期SS活性最高,现蕾期SPS活性最高。氮代谢方面,云烟87旺长期和现蕾期总氮含量最高,云烟105团棵期总氮含量最高,现蕾期烟碱含量最高,云烟116现蕾期总氮含量最高,团棵期NR和NiR活性最高,NiR活性旺长期最高,云烟121整个生长期GS活性均处较高水平。相关性分析结果表明,碳代谢方面,云烟105和云烟116的SS活性与总糖含量呈极显著相关,云烟87则是SPS活性与总糖含量呈极显著相关。氮代谢方面,除云烟87和云烟121外,其他品种NR和GS活性与烟碱含量均存在显著相关性,云烟121 NiR活性与总氮和烟碱含量存在显著或极显著相关性。综合以上因素,云烟116生长前期氮代谢旺盛,生长后期碳代谢旺盛,相比起云烟87有更优质的碳氮代谢机制,可作为威宁烤烟栽培的后备品种。

SnRK1调控植物碳氮代谢的研究进展

植物无法移动的生活方式决定了其具有很强的环境适应性,因此,植物需要不断调控自身代谢以适应不同的光照环境。植物细胞中保守的蛋白激酶蔗糖非发酵1相关蛋白激酶1(SnRK1)能够响应植物体内的能量胁迫,调控一系列碳氮代谢的生物化学反应来适应能量逆境。文章系统梳理了SnRK1在能量胁迫条件下通过转录调控和翻译后磷酸化修饰调控的代谢通路,分析了SnRK1调控碳氮代谢的一般规律,包括:(1)SnRK1抑制蔗糖合成和光合速率;(2)SnRK1抑制氮同化与氮信号转导,协同碳氮平衡;(3)SnRK1促进糖异生维持糖代谢稳态;(4)SnRK1促进细胞自噬和氨基酸氧化代谢。研究结果表明,SnRK1是植物碳氮代谢调控的核心调控元件,对作物中的SnRK1功能解析具有重要借鉴意义。

红光和蓝光对烟叶生长、碳氮代谢和品质的影响

增加红光比例对叶面积的增加有一定的促进作用,但使比叶重降低,叶片变薄,较高的红光比例可使叶绿素含量下降,叶色减淡,转化酶活性提高,净光合速率增加,叶片总碳、还原糖含量增高,总氮、蛋白质含量下降,C/N你明显增加,碳代谢增强,在施氮水平过高时,生育后期增加红光比例有利于促进碳氮代谢的协调.增加蓝光比例对叶片生长具有一定的抑制效应,叶片长、宽和叶面积减小,但可促使比叶重和干鲜比增加,叶片加厚,叶绿素含量增加.增加蓝光比例可以提高硝酸还原酶活性和呼吸速率,降低净光合速率,使叶片总氮、蛋白质、氨基酸含量提高,使氮代谢增强,C/N降低.

氮肥后移对不同氮效率水稻花后碳氮代谢的影响

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,利用^(13)C和^(15)N双同位素示踪技术和生理生化分析方法,采用盆栽及大田试验,在施氮量180 kg hm^(–2)条件下,设置3种氮肥运筹方式,基肥∶蘖肥∶穗肥比例分别为5∶3∶2(N_1)、3∶3∶4(N_2)、3∶1∶6(N_3),以及不施氮(N_0)处理;研究其对不同氮效率水稻花后氮碳代谢的影响,并探讨氮肥后移下花后光合同化物及氮素累积、转运、分配的共性响应机制及其与产量的关系。结果表明,品种、氮肥运筹对花后氮素利用特征、光合同化物分配、生理特性及产量均存在显著影响。氮高效品种与氮肥后移量占总施氮量的40%、氮素穗肥运筹以倒四、倒二叶龄期等量追施相配套(N_2处理),能促进花后氮素累积,提高剑叶光合速率和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、谷氨酰胺合成酶等碳氮代谢关键酶活性,促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运,进而提高产量及氮肥利用率,为本试验氮高效品种配套的氮肥运筹优化模式。花后不同氮肥运筹下,氮高效品种光合同化物、氮素的累积与转运,分别较氮低效品种高7.78~12.75 mg ^(13)C株^(–1)、15.14~18.78mg ^(15)N株^(–1);且叶片转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ^(13)C株^(–1)、2.21~4.55 mg ^(15)N株^(–1),茎鞘转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ^(13)C株^(–1)、0.05~1.14 mg ^(15)N株^(–1);而穗部氮高效与氮低效品种^(13)C同化物分别增加31.04~44.68 mg ^(13)C株^(–1)(占^(13)C总量的42.04%~46.38%)、24.94~34.26 mg ^(13)C株^(–1)(占^(13)C总量的36.45%~41.36%),^(15)N则分别增加35.56~46.58 mg ^(15)N株^(–1)(占^(15)N总量的61.82%~82.93%)、27.37~31.57 mg ^(15)N株^(–1)(占^(15)N总量的58.04%~68.31%)。氮高效品种花后具有强光合碳同化、氮素的协同吸收转运特征,以及碳氮代谢能力,来满足籽粒灌浆期对光合同化物及氮素的利用,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。此外,从花后不同器官碳氮比(C/N)变化值综合两品种高产及氮肥高效利用来看,N_2处理下,齐穗至成熟期叶片、穗部C/N提高幅度与该时期茎鞘、根系C/N降低幅度一致,据此可将C/N作为水稻高产及氮肥高效利用同步提高的评价指标,这具有重要的参考价值。

外源一氧化氮供体硝普钠浸种对盐胁迫下小麦幼苗碳氮代谢及抗氧化系统的影响

预先用0.1mmol/L的SNP(硝普钠,NO供体)浸种,研究NO预处理对120mmol/L NaCl胁迫下两小麦品种(扬麦12和淮麦17)幼苗叶片抗氧化系统、碳氮代谢及蛋白酶活性的影响。结果表明,NO预处理能有效地抑制NaCl胁迫下小麦幼苗叶片超氧阴离子释放(O.2-)和过氧化氢(H2O2)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)含量,提高叶绿素、类胡萝卜素和可溶性总糖含量。另外,NO预处理显著提高叶片可溶性蛋白质含量,以及内肽酶和羧肽酶活性。分析表明,NO有利于维持盐胁迫下小麦碳氮代谢正常运转,从而促进植株生长,提高小麦幼苗株高、鲜重和干重。试验条件下,NO对淮麦17的促进作用大于扬麦12。

种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响

研究了低、中、高3个种植密度对夏播玉米CF008、郑单958和金海5号碳氮积累、运转及氮肥利用的影响,以期通过密度调控碳氮代谢,实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明,吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高,而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高,但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度较高,表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下,3个品种夏玉米产量达10262～11461kghm?2,氮肥利用率达23.00%～34.11%。

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450kg.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。

烤烟碳氮代谢与烟叶香吃味关系的研究

本文提出了用碳氮比（C／N）和硝酸还原酶与转化酶的活性比（NR／IV）作为衡量烟叶碳氮代谢协调性和香吃味品质优劣的指标。相关分析表明，烟叶在不同生长发育时期的C／N、NR／IV活性比值、淀粉酶、转化酶、NR活性、蛋白质、烟碱、还原糖、总氨基酸含量与烟叶最终评吸总分存在不同程度的二次曲线相关关系，以C／N和NR／IV活性比值与评吸总分的相关性较大。因此，C／N比值及其动态变化模式可以作为衡量和判断烟叶香吃味品质的理想指标，NR／IV比值可作为重要的参考指标。保持适宜的C／N和NR／IV活性比值，促进碳氮代谢协调发展是获得优良香吃味品质的重要条件。通过对回归方程求最大值，得到在烟苗移栽后43天，73天，90天和烘烤叶的最佳C／N值分别为10．59，11．51，15．22，18．86和17.11，其理想的变化模式为：移栽后60天以前，碳氮比增长缓慢，60天以后，进入快速增长期。