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： ‘红大’和‘K326’两个烤烟主栽品种间氮效率差异机理研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY40.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | ‘红大’和‘K326’两个烤烟主栽品种间氮效率差异机理研究/.李世琛著/.赵正雄指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.29 |
| 载体形态项： | 129页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 农学与生物技术学院, 学号2018110008 |
| 提要文摘： | 提高作物的氮效率对减少田间养分损失、缓解环境压力具有重要意义。主栽烤烟品种中红大在不同氮素环境下氮效率均高于K326，但其生理机制仍尚不清楚。因此本研究通过两年盆栽试验在3个供氮量下（0g N/株；4g N/株；8g N/株）对比了两个品种氮素吸收、氮素代谢、不同形态不同功能氮素积累分配、基因表达四个方面差异，以期从多方面阐明两个品种间氮效率差异的机制。主要研究结果如下： （1）相同氮素环境下红大均能够积累更多的氮素（相同处理下红大能够达到K326的1.16倍）、生产更多的生物量（红大达到K326的1.21倍），且其氮素收获指数、耐性指数、氮素干物质生产效率、氮素生产效率分别较K326提高0.75%、50.18%、5.35%、9.98%，可见与K326相比，红大在不同氮素环境下始终能维持更高的氮效率。 （2）试验中红大根系发育对氮素环境较为敏感，在低氮、中氮处理下红大根系发育优于K326，但在高氮处理下各项根系形态指标反而低于K326；相同氮处理下红大根系活力较K326平均提高19.25%；氮素吸收动力学的研究结果也表明相同氮素环境下红大对NO3-、NH4+最大吸收速率分别达到K326的1.27倍与1.10倍；植烟土壤氮素残留结果也表明红大能更好的吸收土壤氮素。 （3）氮素代谢差异可能是红大氮效率高于K326的重要原因之一，红大氮代谢关键酶中硝酸还原酶、谷胺酰胺合成酶、NADH-谷氨酸脱氢酶、Fd-谷氨酸合成酶在相同氮素处理下分别较K326提高39.94%、40.03%、12.76%、21.22%，表明红大体内代谢氮素的能力更强。红大光合作用能力整体高于K326可能是其氮代谢能力更强的重要原因，逐步回归分析结果表明红大利用CO2、强光、弱光的优势能够诱导其烟叶聚集更多的氮素，而红大利用强光、弱光能力更强，通过呼吸作用消耗的养分更少，有助于其更好的利用氮素生产烟叶。 （4）红大与K326间不同形态氮素、不同功能氮素的积累分配存在较大差异，这也是其氮效率更高的重要原因。红大在相同氮素环境下能够积累更多水溶性氮及其包含的光合系统氮和呼吸系统氮素（尤其是光合系统中的羧化系统氮），而其积累量与烤烟氮素生产效率、氮素耐性指数均存在显著正相关关系。 不同形态氮素、不同功能氮素分配比例与烤烟氮素、生物量增加量（每25天）之间的逐步分析结果表明低氮处理下红大在光合系统和呼吸系统中分配的氮素比例更高（分别为K326的1.30倍与1.34倍），能够促进整株氮素和生物量的积累。在中氮环境下，红大更多的茎中脂不溶性氮（达到K326的1.11倍）能够促进叶片生物量的积累。而高氮环境下不同氮素分配比例与两个品种间的生物量、氮素积累差异无关。 水溶性氮占根系氮素的比例与根系形态、根系活力密切相关，红大根系中更高的水溶性氮素比例有利于提高其根系活力与低氮、中氮处理下红大根系的生长，但在高氮处理下过高的水溶性氮会限制其根系的发育。 （5）本研究进一步对低氮处理下移栽后50d、75d、100d红大与K326的叶片、茎部、根系进行转录组分析，Mapman软件分析结果表明叶片中两个品种光响应基因表达存在较大差异。不同器官中差异表达基因GO富集分析结果表明两个品种叶片中光合作用、呼吸作用、生物量积累相关过程，茎部中发育、养分运输相关过程，根系中呼吸、发育、养分运输相关过程均存在较大差异。综合不同时期、不同器官转录组数据，结果表明两个品种中糖基磷脂酰肌醇-锚生物合成途径、内质网中的蛋白质加工途径以及甘油磷脂代谢途径在各时期、各器官中均存在较大差异。以上这些可能是红大氮效率高于K326的重要的原因。 综上所述，氮高效烤烟品种红大能够在相同氮素处理下聚集更多的氮素、生产更多的生物量、氮效率更高的原因可能是由于①氮素吸收能力较高；②氮素代谢更强（氮代谢关键酶活性更高、光合作用更强）；③更合理的积累、分配体内氮素；④两个品种间（低氮环境下）叶片中光合、呼吸作用相关的基因，茎部中发育、养分运输相关基因，根系中呼吸、发育、养分运输相关的基因表达差异，三个器官中糖基磷脂酰肌醇-锚生物合成途径、内质网中的蛋白质加工途径以及甘油磷脂代谢途径中的基因表达差异可能是红大氮效率更高的原因。 |
| 并列题名： | Study on the Mechanism Underlying the Difference of Nitrogen Utilization Efficiency between the two Main Flue-cured Tobacco Cultivars, ‘Hongda’ and ‘K326’ eng |
| 题名主题： | 氮效率 氮素吸收 酶活性 光合速率 不同形态氮素 不同功能氮素 转录组 学位论文 |
| 中图分类： | S572-533 |
| 个人名称等同： | 李世琛 著 |
| 个人名称次要： | 赵正雄 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |