氮磷脅迫對(duì)水稻營養(yǎng)生長期氮代謝的影響分析.pdf

1、水稻是我國乃至世界重要糧食作物。目前,我國人口不斷增加而耕地面積不斷減少,糧食安全、資源消耗、環(huán)境保護(hù)三者間的矛盾日益尖銳。自1998年以來,我國稻谷產(chǎn)量出現(xiàn)徘徊不前的局面,水稻生產(chǎn)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。氮、磷是作物生長發(fā)育必需的大量營養(yǎng)元素,也是糧食產(chǎn)量的限制因素。通過施肥提高糧食產(chǎn)量,尤其是氮肥、磷肥,已成為我國當(dāng)今傳統(tǒng)的種植方式,但是化肥利用率卻越來越低。過量的化肥投入,不僅增加了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),而且已引發(fā)一系列負(fù)面效應(yīng),包括:資源浪費(fèi)

2、、水體富營養(yǎng)化、土壤酸化等。
　　 本實(shí)驗(yàn)分別對(duì)水稻粳稻品種日本晴進(jìn)行缺氮、缺磷、缺氮缺磷脅迫,設(shè)脅迫時(shí)間有:0h、1d、3d、7d以及脅迫7d后于全營養(yǎng)液生長2h、1d。檢測根部游離NH+4、NO-3含量以及植株氮代謝相關(guān)酶的基因表達(dá)量與活性,包括NR、NiR、GS、Fd-GOGAT、NADH-GOGAT、NADH-GDH、NADPH-GDH、ICDH、AspAT、PEPc。系統(tǒng)分析其動(dòng)態(tài)變化情況,從生理生化角度研究氮磷虧缺對(duì)

3、水稻營養(yǎng)生長期氮代謝的影響,為氮高效分子研究提供理論基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:
　　 1.缺氮脅迫下,水稻根部游離NH+4和NO-3含量顯著下降；用real—time PCR方法檢測NR、NiR、GS、GOGAT、GDH基因轉(zhuǎn)錄水平上的表達(dá),結(jié)果顯示短期缺氮脅迫下,地上部NR1、NR2、NiR2、GS2、Fd-GOGAT、GDH2、GDH3以及根部NR1、NR2、GDH4的基因表達(dá)量均有增加,延長缺氮脅迫時(shí)間,上述基因表達(dá)量均大幅下降

4、。植株GS、Fd-GOGAT、AspAT,地上部NR、ICDH、PEPc,根部NADH—GOGAT的活性均下降,而地上部NADPH-GDH活性增加；隨著缺氮脅迫時(shí)間延長,根部NR、GDH、ICDH、PEPc的活性呈現(xiàn)先增加后下降的變化趨勢,地上部NiR活性呈現(xiàn)先下降后增加的變化趨勢。
　　 2.缺磷脅迫下,水稻根部游離NH+4和NO-3含量,植株NiR、NADH-GDH、AspAT,地上部NR、GS、NADH-GOGAT、ICD

5、H、PEPc的活性均沒有顯著變化；地上部NADPH-GDH和根部ICDH活性顯著增加；短期缺磷脅迫下,根部NR、NADH—GOGAT、NADPH-GDH、PEPc的活性顯著增加；缺磷脅迫7d時(shí),根部GS、NADH-GOGAT、PEPc活性顯著下降。
　　 3.缺氮缺磷脅迫下,水稻根部游離NH+4和NO-3含量的下降趨勢,以及NR、NiR、GS、Fd-GOGAT、NADH-GOGAT、NADH-GDH、NADPH—GDH,ICDH