三七铵毒害产生机制及缓解措施研究
发布时间：2023-02-09 13:08
三七[Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen]为五加科人参属植物,是我国传统名贵中药材,含有皂苷、三七素等多种活性成分,对预防心脑血管疾病等具有重要作用。云南是三七道地主产区,其种植面积和产量都占全国95%以上,当前云南省三七种植面积已超过40万亩,药材年均产量达到5万吨以上,种植业年产值已达到100亿元,是云南省重要的经济支柱产业。随着种植规模及市场需求不断扩大,三七种植中肥料的偏施、滥施现象严重。由于三七种植需要搭建荫棚和覆盖松毛等,种植地长期处于荫湿环境,造成土壤因硝化作用减弱等原因而长时间累积NH4+,过量施肥会进一步抑制土壤铵态氮的转化,进而增加三七“铵毒害”发生率。因此,针对三七种植中铵毒害问题,本研究对三七种植中氮肥种类、用量、施用方式以及土壤氮素状况的展开了调查,并对三七种植模式下土壤的硝化速率进行模拟研究,采用小区试验研究了氮肥种类与用量对三七生长的影响,采用水培、砂培、土培及小区试验研究了铵硝配施对三七铵毒害的缓解机制,以及氮钾平衡施用措施对三七增产提质的效果及作用机理。本研究主要结果如下:(1)...
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
缩略语表
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 植物铵毒害机制研究现状
1.1.1 植物对铵态氮的吸收利用
1.1.2 植物铵毒害产生机制
1.1.3 植物铵毒害缓解措施
1.2 土壤硝化作用影响因素研究现状
1.2.1 土壤pH
1.2.2 土壤温度
1.2.3 土壤水分
1.2.4 氮肥种类及用量
1.2.5 其他因素
1.3 三七肥料施用研究现状
1.3.1 氮肥施用现状
1.3.2 三七铵毒害研究现状
1.3.3 其他肥料施用现状
1.3.4 施肥对三七皂苷含量的影响
第2章 课题研究背景、意义和内容
2.1 研究背景及意义
2.2 研究目标
2.3 研究内容
2.4 技术路线
第3章 三七氮肥施用现状及种植模式对土壤硝化速率的影响
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 材料
3.2.2 试验设计
3.2.3 测定项目及方法
3.2.4 数据分析
3.3 结果与分析
3.3.1 三七种植中氮肥施用情况
3.3.2 三七种植土壤氮素含量田间调查
3.3.3 室内模拟土壤水分对种植三七土壤硝化速率的影响
3.3.4 室内模拟氮肥种类对种植三七土壤硝化速率的影响
3.3.5 室内模拟氮肥用量对种植三七土壤硝化速率的影响
3.3.6 室内模拟硝化速率方程比较
3.3.7 田间模拟三七种植模式对土壤硝化速率的影响
3.4 讨论
3.4.1 三七种植中氮肥施用存在的问题
3.4.2 三七种植模式降低土壤硝化速率
3.4.3 过量施用氮肥延长三七种植土壤铵态氮转化时间
3.5 小结
第4章 氮素形态及用量对三七生长、养分吸收与抗氧化酶系统的影响
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 试验区概况
4.2.2 试验设计
4.2.3 测定项目及方法
4.2.4 数据分析
4.3 结果与分析
4.3.1 氮素形态及用量对三七农艺性状的影响
4.3.2 氮素形态及用量对三七碳氮代谢物含量的影响
4.3.3 氮素形态及用量对三七N、P和 K含量的影响
4.3.4 氮素形态及用量对三七Fe、Mn、Cu和 Zn含量的影响
4.3.5 氮素形态及用量对三七活性氧含量的影响
4.3.6 氮素形态及用量对三七抗氧化酶活性的影响
4.4 讨论
4.4.1 氮素形态及用量对三七生长的影响
4.4.2 氮素形态及用量对三七养分吸收的影响
4.4.3 氮素形态及用量对三七抗氧化生理的影响
4.5 小结
第5章 铵硝配施通过调控三七碳氮代谢缓解其铵毒害
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 材料
5.2.2 试验设计
5.2.3 测定项目与方法
5.2.4 数据分析
5.3 结果与分析
5.3.1 铵硝配施对三七生长的影响
5.3.2 NO3
-对铵胁迫下三七氮代谢物含量的影响
5.3.3 NO3
-对铵胁迫下三七糖类化合物含量的影响
5.3.4 NO3
-对铵胁迫下三七有机酸含量的影响
5.3.5 NO3
-对铵胁迫下三七氮同化酶活性的影响
5.3.6 NO3
-对铵胁迫下三七蔗糖合成酶活性的影响
5.3.7 NO3
-对铵胁迫下三七有机酸合成酶活性影响
5.3.8 NH4
+、NO3
-与碳氮代谢物及酶活性相关性分析
5.4 讨论
5.4.1 铵硝配施可以有效减轻铵对三七的毒害作用
5.4.2 NH4
+累积导致碳氮代谢失衡是三七产生铵毒害的原因之一
5.4.3 NO3
-促进碳氮代谢而缓解三七铵毒害
5.4.4 NO3
-信号参与调控三七碳氮平衡
5.5 小结
第6章 基于RNA-Seq分析铵硝配施对三七铵毒害的缓解机制
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 材料
6.2.2 试验设计
6.2.3 测定项目及方法
6.2.4 数据分析
6.3 结果与分析
6.3.1 转录组测序质量
6.3.2 转录组生物信息学分析
6.3.3 转录组DEGs分析
6.3.4 差异表达基因GO功能分析
6.3.5 差异表达基因KEGG代谢途径分析
6.3.6 RT-qPCR验证
6.3.7 铵硝配施对TCA循环代谢物含量的影响
6.4 讨论
6.4.1 铵硝配施通过调控TCA循环缓解三七铵毒害
6.4.2 铵硝配施通过调控休眠缓解三七铵毒害
6.4.3 铵硝配施缓解三七铵毒害的其他机制
6.5 小结
第7章 NO3
-诱导NR合成NO调控碳氮代谢缓解三七铵毒害
7.1 前言
7.2 材料与方法
7.2.1 材料
7.2.2 试验设计
7.2.3 测定项目及方法
7.2.4 数据分析
7.3 结果与分析
7.3.1 SNP对铵胁迫下三七根系相对伸长率的影响
7.3.2 SNP对铵胁迫下三七活性氧含量的影响
7.3.3 SNP对铵胁迫下三七抗氧化酶活性的影响
7.3.4 SNP和 NO3
-对铵胁迫下三七NO含量NR活性的影响
7.3.5 SNP和 NO3
-对铵胁迫下三七氮代谢物含量的影响
7.3.6 SNP和 NO3
-对铵胁迫下三七碳代谢物含量的影响
7.4 讨论
7.4.1 NO可以清除活性氧而缓解三七铵毒害
7.4.2 NO3
-诱导NR活性增加促进铵胁迫下三七合成NO
7.4.3 NO参与调节三七碳氮代谢
7.5 小结
第8章 氮钾肥平衡施用对三七产量和品质影响
8.1 前言
8.2 材料与方法
8.2.1 试验区概况
8.2.2 试验设计
8.2.3 测定项目及方法
8.2.4 数据分析
8.3 结果与分析
8.3.1 大田条件下氮钾配施对三七中氮钾含量的影响
8.3.2 大田条件下氮钾配施对三七存苗率及产量的影响
8.3.3 大田条件下氮钾配施对三七皂苷含量的影响
8.3.4 盆栽条件下氮钾配施对三七氮钾含量的影响
8.3.5 盆栽条件下氮钾配施对三七生物量及皂苷含量的影响
8.3.6 三七N/K值与生物量和皂苷含量相关性分析
8.3.7 氮钾配施对三七光合作用及糖类化合物含量的影响
8.3.8 三七皂苷含量与光合相关指标的相关性分析
8.3.9 氮钾配施对三七皂苷合成相关基因表达的影响
8.4 讨论
8.4.1 氮钾平衡施用可以降低三七根腐发病率和提高存苗率
8.4.2 氮钾平衡施用可以提高三七产量
8.4.3 氮钾平衡施用可以提高三七总皂苷含量
8.4.4 提高三七光合作用可以促进皂苷合成
8.4.5 氮钾平衡施用可以促进三七皂苷合成途径基因表达
8.5 小结
第9章 结论与展望
9.1 结论
9.2 创新点
9.3 展望
参考文献
附录
博士在读期间取得的学术成果
致谢
本文编号：3738794
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【学位级别】：博士
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缩略语表
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 植物铵毒害机制研究现状
1.1.1 植物对铵态氮的吸收利用
1.1.2 植物铵毒害产生机制
1.1.3 植物铵毒害缓解措施
1.2 土壤硝化作用影响因素研究现状
1.2.1 土壤pH
1.2.2 土壤温度
1.2.3 土壤水分
1.2.4 氮肥种类及用量
1.2.5 其他因素
1.3 三七肥料施用研究现状
1.3.1 氮肥施用现状
1.3.2 三七铵毒害研究现状
1.3.3 其他肥料施用现状
1.3.4 施肥对三七皂苷含量的影响
第2章 课题研究背景、意义和内容
2.1 研究背景及意义
2.2 研究目标
2.3 研究内容
2.4 技术路线
第3章 三七氮肥施用现状及种植模式对土壤硝化速率的影响
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 材料
3.2.2 试验设计
3.2.3 测定项目及方法
3.2.4 数据分析
3.3 结果与分析
3.3.1 三七种植中氮肥施用情况
3.3.2 三七种植土壤氮素含量田间调查
3.3.3 室内模拟土壤水分对种植三七土壤硝化速率的影响
3.3.4 室内模拟氮肥种类对种植三七土壤硝化速率的影响
3.3.5 室内模拟氮肥用量对种植三七土壤硝化速率的影响
3.3.6 室内模拟硝化速率方程比较
3.3.7 田间模拟三七种植模式对土壤硝化速率的影响
3.4 讨论
3.4.1 三七种植中氮肥施用存在的问题
3.4.2 三七种植模式降低土壤硝化速率
3.4.3 过量施用氮肥延长三七种植土壤铵态氮转化时间
3.5 小结
第4章 氮素形态及用量对三七生长、养分吸收与抗氧化酶系统的影响
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 试验区概况
4.2.2 试验设计
4.2.3 测定项目及方法
4.2.4 数据分析
4.3 结果与分析
4.3.1 氮素形态及用量对三七农艺性状的影响
4.3.2 氮素形态及用量对三七碳氮代谢物含量的影响
4.3.3 氮素形态及用量对三七N、P和 K含量的影响
4.3.4 氮素形态及用量对三七Fe、Mn、Cu和 Zn含量的影响
4.3.5 氮素形态及用量对三七活性氧含量的影响
4.3.6 氮素形态及用量对三七抗氧化酶活性的影响
4.4 讨论
4.4.1 氮素形态及用量对三七生长的影响
4.4.2 氮素形态及用量对三七养分吸收的影响
4.4.3 氮素形态及用量对三七抗氧化生理的影响
4.5 小结
第5章 铵硝配施通过调控三七碳氮代谢缓解其铵毒害
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 材料
5.2.2 试验设计
5.2.3 测定项目与方法
5.2.4 数据分析
5.3 结果与分析
5.3.1 铵硝配施对三七生长的影响
5.3.2 NO3
-对铵胁迫下三七氮代谢物含量的影响
5.3.3 NO3
-对铵胁迫下三七糖类化合物含量的影响
5.3.4 NO3
-对铵胁迫下三七有机酸含量的影响
5.3.5 NO3
-对铵胁迫下三七氮同化酶活性的影响
5.3.6 NO3
-对铵胁迫下三七蔗糖合成酶活性的影响
5.3.7 NO3
-对铵胁迫下三七有机酸合成酶活性影响
5.3.8 NH4
+、NO3
-与碳氮代谢物及酶活性相关性分析
5.4 讨论
5.4.1 铵硝配施可以有效减轻铵对三七的毒害作用
5.4.2 NH4
+累积导致碳氮代谢失衡是三七产生铵毒害的原因之一
5.4.3 NO3
-促进碳氮代谢而缓解三七铵毒害
5.4.4 NO3
-信号参与调控三七碳氮平衡
5.5 小结
第6章 基于RNA-Seq分析铵硝配施对三七铵毒害的缓解机制
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 材料
6.2.2 试验设计
6.2.3 测定项目及方法
6.2.4 数据分析
6.3 结果与分析
6.3.1 转录组测序质量
6.3.2 转录组生物信息学分析
6.3.3 转录组DEGs分析
6.3.4 差异表达基因GO功能分析
6.3.5 差异表达基因KEGG代谢途径分析
6.3.6 RT-qPCR验证
6.3.7 铵硝配施对TCA循环代谢物含量的影响
6.4 讨论
6.4.1 铵硝配施通过调控TCA循环缓解三七铵毒害
6.4.2 铵硝配施通过调控休眠缓解三七铵毒害
6.4.3 铵硝配施缓解三七铵毒害的其他机制
6.5 小结
第7章 NO3
-诱导NR合成NO调控碳氮代谢缓解三七铵毒害
7.1 前言
7.2 材料与方法
7.2.1 材料
7.2.2 试验设计
7.2.3 测定项目及方法
7.2.4 数据分析
7.3 结果与分析
7.3.1 SNP对铵胁迫下三七根系相对伸长率的影响
7.3.2 SNP对铵胁迫下三七活性氧含量的影响
7.3.3 SNP对铵胁迫下三七抗氧化酶活性的影响
7.3.4 SNP和 NO3
-对铵胁迫下三七NO含量NR活性的影响
7.3.5 SNP和 NO3
-对铵胁迫下三七氮代谢物含量的影响
7.3.6 SNP和 NO3
-对铵胁迫下三七碳代谢物含量的影响
7.4 讨论
7.4.1 NO可以清除活性氧而缓解三七铵毒害
7.4.2 NO3
-诱导NR活性增加促进铵胁迫下三七合成NO
7.4.3 NO参与调节三七碳氮代谢
7.5 小结
第8章 氮钾肥平衡施用对三七产量和品质影响
8.1 前言
8.2 材料与方法
8.2.1 试验区概况
8.2.2 试验设计
8.2.3 测定项目及方法
8.2.4 数据分析
8.3 结果与分析
8.3.1 大田条件下氮钾配施对三七中氮钾含量的影响
8.3.2 大田条件下氮钾配施对三七存苗率及产量的影响
8.3.3 大田条件下氮钾配施对三七皂苷含量的影响
8.3.4 盆栽条件下氮钾配施对三七氮钾含量的影响
8.3.5 盆栽条件下氮钾配施对三七生物量及皂苷含量的影响
8.3.6 三七N/K值与生物量和皂苷含量相关性分析
8.3.7 氮钾配施对三七光合作用及糖类化合物含量的影响
8.3.8 三七皂苷含量与光合相关指标的相关性分析
8.3.9 氮钾配施对三七皂苷合成相关基因表达的影响
8.4 讨论
8.4.1 氮钾平衡施用可以降低三七根腐发病率和提高存苗率
8.4.2 氮钾平衡施用可以提高三七产量
8.4.3 氮钾平衡施用可以提高三七总皂苷含量
8.4.4 提高三七光合作用可以促进皂苷合成
8.4.5 氮钾平衡施用可以促进三七皂苷合成途径基因表达
8.5 小结
第9章 结论与展望
9.1 结论
9.2 创新点
9.3 展望
参考文献
附录
博士在读期间取得的学术成果
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