發(fā)布時(shí)間：2020-07-07 20:53

【摘要】：光合作用是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ),提高作物光合作用效率是增加產(chǎn)量、緩解糧食危機(jī)有效措施。作物的光合作用速率受到作物品種、生態(tài)因子、水分和養(yǎng)分有效性等多種因素影響,其中氮素是光合作用最關(guān)鍵的礦質(zhì)元素,施氮是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上提高產(chǎn)量的重要方式。光合作用對(duì)氮素的響應(yīng)機(jī)制,是提高氮素利用效率、增加單位面積產(chǎn)量的依據(jù)。煙草是重要的經(jīng)濟(jì)作物,其產(chǎn)量和品質(zhì)受到施氮水平的顯著影響。本研究以煙草(Nicotiana Tabacum.L)為材料,研究了氮素水平通過(guò)影響光合作用對(duì)植株生物量/產(chǎn)量的影響,通過(guò)研究光合作用的光能捕獲、電子傳遞和羧化反應(yīng)過(guò)程,探討了氮素水平影響煙草葉片光合性能的生理機(jī)制。得到以下結(jié)果:(1)煙草幼苗新生葉葉綠素總量、凈光合速率在處理當(dāng)天8h呈現(xiàn)氮水平處理間差異,穩(wěn)定差異出現(xiàn)在處理后9d;成熟功能葉葉綠素出現(xiàn)顯著差異的時(shí)間為處理后4h到3d,凈光合速率在處理后9d出現(xiàn)顯著差異,地上部生物量產(chǎn)生穩(wěn)定差異的時(shí)間是處理后9d,根系呈現(xiàn)穩(wěn)定差異的時(shí)間是處理后6d。由此可見,煙草幼苗生物量及光合生理特性呈現(xiàn)穩(wěn)定差異的時(shí)間為處理后9d。對(duì)煙草幼苗對(duì)系列氮水平的響應(yīng)研究發(fā)現(xiàn),適宜根系和葉片生物量積累的氮水平范圍為4-6 mmol/L;適宜莖生物量積累的氮水平為4 mmol/L,8-14 mmol/L的氮水平次之;葉綠素總量和葉綠素a含量在0.8-1.6 mmol/L、2.4-12 mmol/L、14-20 mmol/L的氮水平范圍之間呈現(xiàn)顯著差異。根據(jù)各響應(yīng)指標(biāo)對(duì)氮水平變化的敏感性,通過(guò)分類分析得到適宜煙草幼苗生物量積累的氮水平范圍為2.4-8 mmol/L,顯著抑制生長(zhǎng)的低氮范圍1.6 mmol/L、高氮范圍12 mmol/L。(2)高氮(HN)和低氮(LN)處理的煙草幼苗根系、莖、葉生物量均顯著低于對(duì)照組(MN),LN處理顯著低于HN處理。葉片凈光合速率在不同氮水平之間有明顯差異,中低光下凈光合速率HNMNLN,強(qiáng)光下MNHNLN。HN處理的葉片表觀量子效率較高、光補(bǔ)償點(diǎn)較低說(shuō)明HN處理能夠有效利用弱光。HN處理葉片氣孔限制值Ls顯著加高,LN處理的葉片羧化效率顯著較低,說(shuō)明HN處理有明顯的氣孔限制,而LN處理有明顯的葉肉限制。LN處理的葉片光能捕獲能力、天線轉(zhuǎn)化效率、PSII光化學(xué)效率和羧化速率均顯著低于MN,是凈光合速率較低的原因;HN處理的天線轉(zhuǎn)化效率和PSII光化學(xué)效率較低,是光合速率受限制的原因。HN處理的葉片氮素在捕光系統(tǒng)的分配比例PNp約為MN的1.2倍,而在電子傳遞系統(tǒng)的分配比例PNe為MN的50%左右,在羧化系統(tǒng)的分配比例PNc也顯著低于MN。PNp 比MN提高了36.7%,而PNe和PNc分別降低了44.3%和20.9%。(3)HN處理葉片葉綠素含量顯著升高,但增加了葉綠素b的合成量,而葉綠素a含量與MN無(wú)顯著差異。LN處理葉片葉綠素總量顯著降低,葉綠素a含量降低幅度較大,葉綠素b含量略有上升。Hem A1表達(dá)量與葉綠素總量密切相關(guān),并且隨氮水平提高而增加;而HN和LN的CAO1的表達(dá)量均顯著提高,導(dǎo)致葉綠素b 比例提高。(4)田間條件下葉片最大光合速率、植株生物量均隨施氮水平提高而增加,葉片中PNc與施氮水平呈正相關(guān),而PNe在施氮水平間無(wú)明顯差異,說(shuō)明田間施氮水平未產(chǎn)生生長(zhǎng)抑制。本研究為氮水平影響煙草光合作用的生理機(jī)理提供了依據(jù),為煙草氮素使用和田間管理提供參考。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士后
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S572
【圖文】：

邐第１章緒論邐逡逑ｅｔ邋ａｌ．邋１９９２，邋Ｖｉｎｃｅｎｔｚ邋ｅｔ邋ａｌ．邋１９９３）的影響。谷氨憸胺和天冬釀胺的體內(nèi)積逡逑累能夠?qū)Γ危一虮磉_(dá)產(chǎn)生負(fù)調(diào)節(jié)作用。ＮＲ的活性調(diào)節(jié)是通過(guò)ＮＲ的磷逡逑酸化／去磷酸化實(shí)現(xiàn)的（Ｃｈａｍｐｉｇｎｙ邋１９９５，劉麗等．２００４），受到＞＞１0３－逡逑（Ｌｉｌｌｏ邋１９９４，邋Ｌｏｑｕ６邋ｅｔ邋ａｌ．邋２００３）、光照（Ｌｉｌｌｏ邋１９９４，邋Ｃｈａｍｐｉｇｎｙ邋１９９５）、0２逡逑濃度（Ｇｌａａｂ邋ａｎｄ邋Ｋａｉｓｅｒ邋１９９３）、ｐＨ邋（Ｂｏｔｒｅｌ邋ａｎｄ邋Ｋａｉｓｅｒ邋１９９７）和溫度（劉麗逡逑等．２００４）等因素的影響。谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）、谷氨酸合酶（ＧＯＧＡＴ）逡逑ＧＳ／ＧＯＧＡＴ循環(huán)作為氨同化的主要途徑，在氮代謝過(guò)程中扮演極為重逡逑要的角色，也是無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化成有機(jī)氮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)含氮有機(jī)物的合成逡逑起著至關(guān)重要的作用，目前已有大量的研究報(bào)道。ＧＳ／ＧＯＧＡＴ循環(huán)需要逡逑有一個(gè)Ｇｌｕ分子和ａ－酮戊二酸參與，最后生成兩個(gè)Ｇｌｕ分子。由此可見，逡逑植物體內(nèi)Ｎ０３＿、ＮＨ４＋、Ｇｌｕ含量，以及ＮＲ的含量和活性能夠表征植物體逡逑內(nèi)氮代謝過(guò)程的強(qiáng)弱。逡逑Ｉ邋Ｎ0３－邋１逡逑

圖２．邋１研究技術(shù)路線逡逑

圖３．邋１煙草葉片最大光合能力的葉面空間分布逡逑３．３．７葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定逡逑葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定采用光纖熒光儀（ＰＡＭ－２５００；邋Ｗａｌｚ，邋Ｅｆｆｅｌｔｒｉｃｈ，逡逑ｅｒｍａｎｙ）。環(huán)境條件控制在３０°Ｃ，５５－６５％的相對(duì)濕度。初始熒光（Ｆ。）逡逑用充分暗適應(yīng)葉片在弱調(diào)制光下誘導(dǎo)產(chǎn)生的，此時(shí)ＰＳ邋ＩＩ反應(yīng)中心全逡逑處于開放狀態(tài)。在Ｆｏ之后用強(qiáng)飽和脈沖光（３５００（ｉｍｏｌｐｈｏｔｏｎｍ＿２ｓ－逡逑激發(fā)，使原初電子受體全部處于還原狀態(tài)，測(cè)得最大熒光值（Ｆｍ）。逡逑此可分別按照下式計(jì)算暗適應(yīng)下光系統(tǒng)ＩＩ邋（ＰＳＩＩ）的最大光化學(xué)效率逡逑Ｆｖ／Ｆｍ）邋（Ｍａｘｗｅｌｌ邋ａｎｄ邋Ｊｏｈｎｓｏｎ邋２０００）：逡逑Ｆｖ／Ｆｍ＝邋（Ｆｍ－Ｆ0）邋／Ｆｍ逡逑將葉片放在８６０邋ｐｍｏｌ邋ｐｈｏｔｏｎｓ邋ｎｒ２邋ｓ邋１的活化光下活化后，用一個(gè)０．８ｓ逡逑飽和脈沖光照射，測(cè)得光下最大熒光產(chǎn)量（Ｆｍ）和穩(wěn)態(tài)熒光產(chǎn)量（Ｆｓ），逡逑算天線轉(zhuǎn)化效率（Ｆ’ｖ／Ｆ’ｍ）光系統(tǒng)ＩＩ實(shí)際光化學(xué)效率（ｃｐＰＳＩＩ）：逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 左銀虎;原子吸收法間接測(cè)定葉綠素總量[J];分析化學(xué);1998年08期

2 陳毓荃;;關(guān)于葉綠素的定量測(cè)定(分光光度法)中計(jì)算系數(shù)的修改意見[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1986年01期

3 柴光臻;宋來(lái)慶;姜中武;張學(xué)勇;張碩;劉美英;唐巖;孫燕霞;趙玲玲;;蘋果花葉病對(duì)不同蘋果品種光合作用影響[J];煙臺(tái)果樹;2017年03期

4 林輝;劉璇;臧卓;王四喜;;杉木葉綠素含量高光譜遙感模型研究[J];中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào);2010年11期

5 康曉飛;郭先鋒;許世磊;宋春花;;夏季遮光對(duì)川赤芍光合特性的影響[J];山東農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年03期

6 王麗娟;顧青海;孫世海;薛倩;張培培;;遮光對(duì)番茄生理特性的影響[J];天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年03期

7 朱延林;黃建全;張江濤;張娜;翟曉巧;王念;趙蓬輝;;遮蔭處理對(duì)泡泡樹幼苗生長(zhǎng)的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2007年25期

8 邢雅囡;阮曉紅;;硫化物脅迫對(duì)馬來(lái)眼子菜生理生化指標(biāo)的影響[J];水資源保護(hù);2010年04期

9 牛曉宇,朱宇君,侯海鴿,張鐵豐;原子吸收法測(cè)定蘆薈葉綠素總量的研究[J];黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào);2000年04期

10 武芳;李可;王云鵬;郭堅(jiān)華;;生物農(nóng)藥“蔬得康”對(duì)西瓜細(xì)菌性果斑病的溫室防效評(píng)估[J];中國(guó)生物防治學(xué)報(bào);2014年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前5條

1 許佳;陳國(guó)菊;吳筱穎;程玉瑾;陳明莉;;三葉鬼針草葉綠素穩(wěn)定性研究[A];中國(guó)觀賞園藝研究進(jìn)展2012[C];2012年

2 林輝;劉璇;臧卓;王四喜;;杉木葉綠素含量高光譜遙感模型研究[A];第九屆中國(guó)林業(yè)青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2010年

3 趙河;王凱;鄭倩;毛秀杰;葉景學(xué);;抗葉霉病不同基因型番茄生理生化特性的初步研究[A];全國(guó)設(shè)施園藝與園藝作物標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2014年

4 崔曉靜;肖建忠;李麗;;不同光照強(qiáng)度對(duì)紅葉石楠葉色表現(xiàn)的影響[A];2007年中國(guó)園藝學(xué)會(huì)觀賞園藝專業(yè)委員會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

5 范少先;韓建國(guó);;不同NaCl濃度脅迫下新麥草種子萌發(fā)及葉綠素指標(biāo)的變化[A];中國(guó)草學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集(上冊(cè))[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 王曉琳;氮素水平對(duì)煙草幼苗葉片光合特性的影響[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2019年

2 邢英英;溫室番茄滴灌施肥水肥耦合效應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

3 蔣麗;松嫩草地光合特性對(duì)增溫和氮素施加的響應(yīng)[D];東北師范大學(xué);2012年

4 張正楊;基于水氮互作的煙草高光譜特性及估測(cè)模型研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳昕;雷公藤不同種源光合特性及其與生長(zhǎng)屬性關(guān)系研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2011年

2 王愛清;枸杞對(duì)枸杞蚜為害的誘導(dǎo)反應(yīng)初探[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

3 楊家干;都勻毛尖成分及其部分生理功能研究[D];華南農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

4 顏s

本文編號(hào)：2745590