外源α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦氮代谢及产量性状的影响

摘要

为了建立冬小麦抗低水氮逆境下的化学调控技术措施，并阐明外源α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦生长状况及氮代谢的调节效应，本试验于2012-2013年分别在人工气候室和大田条件下，以周麦22为试验材料，研究了外源喷施5 mmol·L-1的α-酮戊二酸对低水氮胁迫下室内小麦幼苗的氮代谢和大田小麦产量性状的影响。主要研究结果如下:
　　1.在低水、低氮、低水氮胁迫下，小麦幼苗的生物量显著降低，添加α-酮戊二酸之后，低水、低氮、低水氮胁迫下的生物量降幅减小，且达显著水平，说明α-酮戊二酸对低水、低氮、低水氮逆境条件下小麦幼苗生长有一定的改善作用。
　　2.在低水、低氮、低水氮胁迫下，小麦幼苗的叶绿素含量显著低于对照，且低水氮比低水、低氮胁迫下降幅度大;添加α-酮戊二酸之后，低水、低氮、低水氮条件下的叶绿素含量降幅均减小，和对照相比均达到显著水平。在低水、低氮、低水氮胁迫下，小麦幼苗体内的全氮含量和对照相比明显减少，其中低水氮胁迫下降幅最大;添加α-酮戊二酸之后，低水、低氮、低水氮条件下的全氮含量比对照均显著增加，其中低水氮胁迫下的幼苗体内全氮含量增幅最大。低水条件下，小麦幼苗体内可溶性蛋白含量升高，而低氮、低水氮胁迫下，幼苗体内可溶性蛋白含量降低，α-酮戊二酸处理，低水、低氮、低水氮条件下的幼苗体内可溶性蛋白含量和对照相比均显著升高，其中低水氮胁迫下增幅最大。小麦幼苗体内的硝态氮含量在低水条件下有所增加，但差异不显著，在低氮和低水氮条件下均显著降低;添加α-酮戊二酸，低水、低氮和低水氮条件下的硝态氮含量均高于对照，且达到显著水平。氨态氮的变化规律和硝态氮基本一致。
　　3.在低水、低氮和低水氮胁迫下，小麦幼苗的NR活性和对照相比均降低，其中，低水氮胁迫的酶活性减弱更为明显，外源α-酮戊二酸减轻了上述逆境的抑制作用，且达到显著水平，使低水、低氮和低水氮条件下的小麦幼苗NR活性明显增强。在低水条件下小麦幼苗GS、NADH-GDH活性明显增强，而在低氮、低水氮条件下二者均显著降低，添加入α-酮戊二酸，低水、低氮、低水氮条件下的幼苗GS、NADH-GDH活性均显著增强。这说明，α-酮戊二酸对NR、GS、NADH-GDH活性有一定的提升作用。
　　4.外源喷施5 mmol·L-1的α-酮戊二酸能显著增加冬小麦干物质积累量，提高旗叶SPAD值，延缓叶绿素降解，全氮及其转运率得到明显提高，氮肥偏生产力也随之增强，强、弱势籽粒的灌浆速率在喷施α-酮戊二酸后增加，其中强势籽粒增加更为明显，最终表现为冬小麦千粒重和产量的增加。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 低水氮胁迫对小麦生产的影响

1．2 小麦对低水胁迫的响应

1．2．1 植株生长受到抑制

1．2．2 光合作用受到影响

1．2．3 渗透调节物质的变化

1．3 小麦对低氮胁迫的响应

1．4 小麦对低水氮胁迫下的响应

1．5 小麦的氮代谢

1．5．1 氮素的来源与利用

1．5．2 低水氮胁迫下小麦氨同化及相关酶的研究进展

1．6 植物碳、氮代谢之间的关系

1．7 化学调控对植物抗逆境的影响

1．8 α-酮戊二酸对植物氮代谢的调节

1．9 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦氮代谢的影响

2 引言

3 材料与方法

3．1 室内水培试验

3．1．1 材料培养与试验设计

3．1．2 测定项目与方法

3．2 大田试验

3．2．1 试验材料与设计

3．2．2 试验测定项目和方法

3．3 数据处理

4 结果与分析

4．1 α-酮戊二酸对室内低水氮胁迫下小麦幼苗生物量的影响

4．2 α-酮戊二酸对室内低水氮胁迫下小麦幼苗叶绿素的影响

4．3 α-酮戊二酸对室内低水氮胁迫下小麦幼苗全氮含量的影响

4．4 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗可溶性蛋白含量的影响

4．5 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗NR活性的影响

4．6 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗GS活性的影响

4．7 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗NADH-GDH活性的影响

4．8 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗硝态氮含量的影响

4．9 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗氨态氮含量的影响

4．10 α-酮戊二酸对大田低水氮胁迫下小麦植株生物量的影响

4．11 α-酮戊二酸对大田低水氮胁迫下小麦氮同化的影响

4．11．1 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦植株SPAD值的影响

4．11．2 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦植株全氮含量、转运率及氮肥偏生产力的影响

4．12 α-酮戊二酸对大田低水氮胁迫下小麦籽粒灌浆及产量形成的影响

4．12．1 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦强、弱势籽粒灌浆速率的影响

4．12．2 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦产量及其构成三要素的影响

5 结论与讨论

5．1 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗叶绿素和生物量的影响

5．2 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗氮素同化相关酶的影响

5．3 α-酮戊二酸对低水氮胁迫下小麦幼苗氮素同化相关代谢产物的影响

5．4 α-酮戊二酸对大田低水氮胁迫下冬小麦SPAD值和生物量的影响

5．5 α-酮戊二酸对大田低水氮胁迫下冬小麦氮素利用率的影响

5．6 α-酮戊二酸对大田低水氮胁迫下冬小麦灌浆速率的影响

5．7 α-酮戊二酸对大田低水氮胁迫下冬小麦产量性状的影响

参考文献