油菜碳氮代谢方向调节酶活性与碳氮物质转运对产量与品质的影响

发布时间：2017-08-10 11:14

  本文关键词：油菜碳氮代谢方向调节酶活性与碳氮物质转运对产量与品质的影响

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【摘要】：为探明氮高效油菜品种在高效利用氮素的同时协调籽粒蛋白与油分累积矛盾的机理,采用土培试验与砂培试验,以氮高效品种27号与氮低效品种6号为试验材料,在常氮与低氮条件下研究了(1)不同氮效率油菜品种叶片、角果(角果发育初期)、角果皮与籽粒(角果发育中期)中蔗糖磷酸合成酶(Sucrose photophate synthase, SPS)与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC)活性差异及其对籽粒油分含量的影响；(2)不同氮效率油菜品种生长后期氮素与碳素的转运量与转运率以及氮素的损失量与损失率；(3)不同氮效率油菜品种养分、干物质及油分累积的差异,试验结果如下：1.氮高效品种27号苗期到开花期的叶片与角果发育初期角果、角果发育中期角果皮与籽粒中的SPS与PEPC活性皆高于氮低效品种6号,两种供氮水平下规律相同,但是SPS活性与PEPC活性比值(SPS/PEPC)却因生育期而异,营养生长期叶片中氮高效品种27号的SPS/PEPC高于氮低效品种6号,开花期品种间叶片SPS/PEPC相近,角果发育期主要生殖器官中SPS/PEPC氮高效品种反而低于氮低效品种。说明,氮高效品种向碳代谢和氮代谢输送的碳骨架全生育期均多于氮低效品种,而碳代谢对氮代谢的响应,只在生育前期强于氮低效品种,生育后期则相反。2.高效品种27号的氮素转运率与氮素转运量以及氮收获指数皆高于氮低效品种6号,而生长后期氮素的损失则氮低效品种6号强于氮高效品种27号；氮高效品种27号的碳素转运量与转运率也大于氮低效品种6号。说明氮高效品种27号的碳氮转运以及再利用能力强于氮低效品种6号。3.无论哪种供氮水平,本试验中氮高效品种27号的收获指数、籽粒产量、籽粒油分含量与油分产量皆高于氮低效品种6号,品种间差异显著。4.抽薹期常氮时两品种全磷累积量相近,氮胁迫时氮高效品种27号低于氮低效品,钾累积量氮高效品种27号低于氮低效品种6号,氮胁迫时规律相反；开花期无论哪种供氮水平,两品种全磷积累量相近；角果期两种供氮水平下品种27号植株全磷积累量皆高于品种6号,开花期与角果期钾积累量两种供氮水平下氮高效品种27号高于氮低效品种6号；收获期两种供氮水平下品种27号植株全磷积累量大于品种6号,品种27号钾积累量小于品种6号。5.分析供氮水平对以上各指标的影响结果表明,常氮水平下的籽粒产量、PEPC活性、碳素转运量与转运率高于氮协迫水平,而油分含量、SPS活性及SPS/PEPC常氮水平却低于氮协迫水平,但并不改变以上指标的品种间差异。两品种皆表现为常氮水平下植株全磷积累量高于氮胁迫水平；抽薹期至角果期钾积累量常氮水平高于氮胁迫水平,氮水平间差异显著；收获期呈现相反规律。总之,与氮低效品种相比,氮高效品种全生育期向碳、氮代谢均输送更多的碳骨架,这是氮高效品种缓解碳、氮代谢矛盾的重要前提；碳代谢对氮代谢的响应生育前期较高、生育后期较低,同时生育后期有更多营养器官碳素转运到籽粒,也为油菜生育后期同时满足籽粒碳、氮代谢所需要的碳骨架,进而协调籽粒油分与蛋白质含量矛盾提供了条件。
【关键词】：油菜 碳氮代谢方向调节 碳氮转运 氮水平
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S565.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究目的与意义11
• 1.2 国内外研究进展11-19
• 1.2.1 碳/氮代谢的相互关系11-13
• 1.2.1.1 碳氮代谢之间的协调12-13
• 1.2.1.2 碳氮代谢之间的竞争13
• 1.2.2 SPS与PEPC在碳/氮代谢方向调节中的作用13-17
• 1.2.2.1 PEPC的作用14-15
• 1.2.2.2 SPS 的作用15-17
• 1.2.3 碳氮物质累积转运对作物产量与品质形成的作用17
• 1.2.4 存在的问题17-19
• 第二章 材料与方法19-26
• 2.1 供试材料与试验设计19-25
• 2.1.1 供试材料19
• 2.1.1.1 供试油菜品种19
• 2.1.1.2 供试肥料与供试营养液19
• 2.1.1.3 供试土壤19
• 2.1.2 试验设计19-20
• 2.1.3 取样方法及试验所测指标20-21
• 2.1.4 各项指标测定方法21-25
• 2.1.4.1 土壤基础指标21
• 2.1.4.2 植株干重的测定21
• 2.1.4.3 植株大量元素的测定(总量)21
• 2.1.4.4 PEPC活性测定21-22
• 2.1.4.5 SPS活性测定22-23
• 2.1.4.6 可溶性蛋白23
• 2.1.4.7 籽粒油分23-24
• 2.1.4.8 籽粒脂肪酸含量24
• 2.1.4.9 ~(15)N的标记和测定24-25
• 2.2 数据的处理和参数计算25-26
• 第三章 结果与分析26-47
• 3.1 不同氮效率油菜不同供氮条件下SPS与PEPC活性差异26-28
• 3.1.1 不同氮效率油菜品种SPS活性差异26-27
• 3.1.2 不同氮效率油菜品种PEPC活性差异27
• 3.1.3 不同氮效率油菜品种SPS/PEPC差异27-28
• 3.2 不同氮效率油菜氮素积累差异28-34
• 3.2.1 不同氮效率油菜各个时期全氮含量差异28-29
• 3.2.2 不同氮效率油菜氮素积累量与氮收获指数的差异29-31
• 3.2.3 不同氮效率油菜氮素转运率与转运量差异31-33
• 3.2.4 不同氮效率油菜氮素损失量与损失比例差异33-34
• 3.3 不同氮效率油菜碳素积累差异34-38
• 3.3.1 不同氮效率油菜有机碳积累差异34-36
• 3.3.2 不同氮效率油菜碳素转运量与转运率差异36-37
• 3.3.3 不同氮效率油菜碳氮比差异37-38
• 3.4 不同氮效率油菜产量与品质差异38-42
• 3.4.1 不同氮效率油菜产量与产量构成因素差异38-39
• 3.4.2 不同氮效率油菜籽粒含油量与油分产量差异39-40
• 3.4.3 不同氮效率油菜籽粒脂肪酸组成差异40-41
• 3.4.4 不同氮效率油菜各个时期干物质积累差异41-42
• 3.5 不同氮效率油菜磷、钾积累差异42-47
• 3.5.1 不同品种油菜磷素积累差异42-44
• 3.5.2 不同氮效率油菜钾素积累差异44-47
• 第四章 讨论47-51
• 4.1 不同氮效率油菜品种碳氮代谢方向调节相关酶活性差异与籽粒油分含量的关系47-49
• 4.2 不同氮效率油菜品种生长后期碳氮物质转运再利用差异及其与籽粒品质的关系49-51
• 第五章 结论与创新点51-54
• 5.1 结论51-52
• 5.1.1 SPS与PEPC活性及其比值51
• 5.1.2 碳氮累积与转运51-52
• 5.1.3 不同氮效率油菜籽粒油分与产量的差异52
• 5.1.4 油菜碳氮物质生育期分配规律52
• 5.2 创新点52-53
• 5.3 问题与展望53-54
• 参考文献54-63
• 致谢63-64
• 作者简介64

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