外源施N对干旱河谷白刺花(Sophora davidii)幼苗生长，生物量及C、N、P积累与分配的影响

干旱气候条件下改善土壤养分能否提高植物抗旱能力,促进植物生长一直是一个争论性的问题。为了解外源施N是否可提高岷江上游干旱河谷优势灌木白刺花(Sophora davidii)幼苗适应干旱贫瘠环境的能力,研究了不同施N(0、92 mg N.kg-1土和184 mg N.kg-1土)处理下一个生长季节内白刺花幼苗生长、生物生产量、C、N和P的积累与分配特性,以及N和P利用效率。研究结果表明:轻度施N(92 mg N.kg-1土)处理促进了植物生长,增加了生物生产量,强化了C的固定和N、P等资源的吸收和积累,提高了其它受限资源的利用效率(如P),降低了N利用效率;但并不显著改变幼苗生物生产量及C、N和P等资源的分配格局,从而维持了资源的吸收、分配与利用的相对平衡,可能改善白刺花幼苗适应干旱贫瘠环境能力。而重度施N(184 mgN.kg-1土)处理虽然也相对于对照增加了叶片数目、生物生产量和C、N、P的积累量,但显著降低了幼苗根系的长度,抑制了根系的生长,并导致生物量及资源(生物量、C、N、P)较多地分配给地上部分(主要是叶片),不利于干旱环境下水分的吸收和利用,因而可能会加重幼苗受胁迫伤害的程度。综合分析表明,适当施加N肥可以促进白刺花幼苗的生长,一定程度上提高幼苗抗旱能力,改善幼苗定居,但也应避免过度施N。

刺葡萄愈伤组织褪黑素生物合成基因SNAT2、COMT3的克隆及其对光质的响应

5-羟色胺-N-乙酰基转移酶(serotonin N-acetyltransferase,SNAT)和咖啡酸-O-甲基转移酶(caffeic acid O-methyltransferase,COMT)是植物褪黑素合成途径的关键酶,对褪黑素的生物合成有重要的调控作用.以刺葡萄愈伤组织为材料,分别克隆获得了VdSNAT2和VdCOMT3,对其生物信息学及启动子顺式作用元件进行预测,结合实时荧光定量PCR技术,分析不同光质处理下刺葡萄愈伤组织中褪黑素含量与VdSNAT2和VdCOMT3基因表达的相关性.结果表明,VdSNAT2和VdCOMT3基因ORF分别为549 bp和1158 bp,分别编码182和385个氨基酸,其编码蛋白前者为亲水蛋白,后者为疏水蛋白,亚细胞均定位于叶绿体;蛋白保守基序和进化树分析表明,刺葡萄VdSNAT2和VdCOMT3蛋白与葡萄的SNAT2和COMT3具有相同的保守基序,且两者进化相似、亲缘关系近.启动子顺式作用元件预测发现,VdSNAT2和VdCOMT3启动子序列中均有大量光响应等多种生物/非生物响应元件.qRT-PCR分析表明,光质显著影响VdSNAT2和VdCOMT3基因的表达,其中红光对刺葡萄愈伤组织中VdSNAT2和VdCOMT3基因表达的促进作用最为显著,与褪黑素含量具有正相关性,同时VdSNAT2和VdCOMT3基因对褪黑素的生物合成调控具有协同作用.本研究表明光质可以影响VdSNAT2和VdCOMT3基因的表达,从而定向调控刺葡萄愈伤组织褪黑素的生物合成.(图9表1参41)

不同施氮水平对旱地兰州百合养分累积与氮肥利用的影响

在兰州市七里河区西果园大田条件下,研究了在施用磷肥150 kg/hm2和钾肥225 kg/hm2基础上,不同施氮水平（0,75,150和225 kg/hm2）对旱地兰州百合干生物量、养分累积动态及氮肥利用的影响,旨在揭示兰州百合需肥规律,为其规范化栽培提供依据。结果表明,适宜施氮量可促进兰州百合植株生长,提高鳞茎养分的转化吸收效率。鳞茎氮磷钾养分吸收不同步,累积量依次为K〉N〉P。施氮量只影响鳞茎干生物量和养分的阶段累积量,不改变其累积动态趋势。随施氮量的增加,鳞茎产量、氮累积量和氮肥利用率均有不同程度地提高,施氮量为150kg/hm2时三者均最高,分别达（8 982.1±845.8）kg/hm2,（29.123±1.767）kg/hm2和（4.97±2.16）%。当施氮量达225 kg/hm2时各指标均下降。施氮量为75 kg/hm2时氮肥效率最大,为（107.36±11.21）%,此后随氮肥量的增加氮肥效率极显著下降。综合考虑各因素,建议兰州百合基肥的施氮量应为75～150 kg/hm2。

氮素对兰州百合产量、养分累积和品质的影响

在大田旱作条件下,通过田间小区试验,研究了施用磷肥(P2O5)150kg/hm2、钾肥(K2O)225kg/hm2的基础上,不同施氮水平(0,75,150,225kg/hm2;N0,N75,N150,N225)对兰州百合产量、养分吸收及品质的影响。结果表明,一年、二年、三年生兰州百合产量年增长幅度分别为(51.69±25.76)%、(110.71±40.85)%、(88.29±21.45)%,增幅最大为第2年,其次是第3年。兰州百合总糖、粗淀粉和水溶性糖总体均随着施氮量的增加而下降,粗纤维和粗蛋白含量随着施氮量的增加呈先升后降再升高的变化趋势,其中施氮条件下百合粗蛋白含量均高于N0,而水溶性糖含量均低于N0。当施氮量为75kg/hm2时,总糖和粗淀粉含量比N0显著提高(增幅3.3%和5.1%,P<0.05)。当施氮量为225kg/hm2时,水溶性糖含量较N0下降显著(降幅6.2%,P<0.05)。当施氮量为75kg/hm2时,粗蛋白含量比N0极显著提高(增幅20.3%,P<0.01),而当施氮量为225kg/hm2时,比N0提高显著(增幅37.9%,P<0.05)。氮肥施用量是影响兰州百合产量和品质的主要因素之一。

喷施锌、硼、锰肥对兰州百合干物质积累分配、产量和氮磷吸收的影响

采用田间试验与室内分析相结合的方法,研究了不同浓度Zn、B、Mn肥喷施对兰州百合干物质积累分配、产量和氮磷吸收的影响。结果表明,在氮磷钾肥充足的土壤中,喷施浓度为200 mg/L Zn肥、100 mg/L B肥和100 mg/L Mn肥均能有效促进兰州百合对氮磷的吸收转运,增加兰州百合鳞茎产量,改善鳞茎品质,提高肥料的利用效率。

照光对兰州百合花粉萌发和花粉管生长的影响

初步研究了光对兰州百合（ＬｉｌｉｕｍｄａｖｉｄｉｉＤｕｃｈ）花粉体外萌发及花粉管生长的影响，发现预先照光３０分钟促进花粉萌发也促进花粉管的生长，激活酸性磷酸酯酶１，同时还发现无论是预先照光还是水合都引起花粉过氧化物酶活性的下降。花粉中酸性磷酸酯酶１的出现与花粉萌发时花粉管的出现直接关联。