通過施用氮肥來增加產(chǎn)量是馬鈴薯生產(chǎn)中采用的主要農(nóng)業(yè)措施之一。但盲目的過度施氮不但會減低塊莖的產(chǎn)量和品質(zhì),還會造成氮素利用率的下降、資源浪費,并增加環(huán)境污染的風險。因此,在保證產(chǎn)量與品質(zhì)的同時減少氮肥的施用,以此提高氮肥利用率成為熱門研究領(lǐng)域。優(yōu)化氮肥施用技術(shù)可以有效提高氮肥利用率,除此之外,氮高效育種也是提高氮素利用率的途徑之一。為了明確東北地區(qū)馬鈴薯不同基因型在氮素利用方面的差異,本研究首先采用盆栽試驗,在3個氮素水平(低、中、高)下對11個主栽品種進行了苗期的初步篩選,并對篩選指標進行評價。再通過3個氮素水平(低、中、高)下的田間試驗,對篩選出來的具有代表性的品種在形態(tài)、生理及相關(guān)基因表達上的差異進行比較分析,為今后馬鈴薯氮高效基因型篩選與利用提供理論依據(jù)。試驗主要結(jié)論如下:(1)東農(nóng)310、延薯4號、克新13號、克新22號等馬鈴薯品種苗期氮素積累量隨著供氮水平的提高增加幅度顯著,對氮素的響應(yīng)度高;東農(nóng)311、東農(nóng)312、東農(nóng)316、延薯7號、延薯9號、克新19號、大西洋等馬鈴薯品種氮素積累量隨供氮水平的提高增加幅度略低,對氮素的響應(yīng)度較低。對氮素響應(yīng)度高的基因型其生理和形態(tài)指標等隨著供氮水平的提高顯著增加,對氮素響應(yīng)度低的基因型氮處理間差異不顯著。(2)苗期低氮脅迫下氮素積累量與含氮量、根系活力、SPAD值、干物重、氮代謝關(guān)鍵酶活性呈正相關(guān),高氮下氮素積累量與酶活性和干物重呈正相關(guān),而與SPAD、根系活力呈負相關(guān)。可將NR活性、NiR活性、GS活性、GOGAT活性、干物質(zhì)、含氮量等指標用作衡量苗期時馬鈴薯氮素吸收效率的主要指標,SPAD值和根系活力作為輔助指標。(3)低氮脅迫下東農(nóng)310、克新22號、延薯9號、東農(nóng)311產(chǎn)量均較高,增施氮肥后東農(nóng)310、克新22號產(chǎn)量仍增加,氮處理間產(chǎn)量差異顯著;延薯9號、東農(nóng)311在增施氮肥后產(chǎn)量增加不顯著;大西洋在低氮和高氮下產(chǎn)量均較低,且增幅不顯著。氮肥適度增加,對氮素響應(yīng)度高的東農(nóng)310和克新22號產(chǎn)量增幅大于對氮素響應(yīng)度低的延薯9號、東農(nóng)311和大西洋。東農(nóng)310、克新22號含氮量、氮素積累量、根系活力、SPAD值、干物重、氮代謝關(guān)鍵酶活性隨施氮量增加而顯著提高,東農(nóng)311、延薯9號和大西洋氮處理間差異不顯著。(4)低氮脅迫下克新22號和東農(nóng)310氮代謝酶基因表達量大于延薯9號、東農(nóng)311和大西洋,高氮下克新22號和東農(nóng)310的NR基因表達量增加顯著;延薯9號和東農(nóng)311在低氮脅迫與高氮下時NR基因表達量較大西洋高,但氮處理間差異不顯著;大西洋在低氮脅迫和高氮下NR基因表達量均較低。(5)高氮素響應(yīng)度品種東農(nóng)310與克新22號的氮代謝酶基因表達模式存在差異,東農(nóng)310的NR基因和GS-3基因表達量高,克新22號的NiR基因和FdGOGAT基因表達量高,預測各基因在兩品種氮代謝通路上的貢獻率不同。
【學位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S532
【部分圖文】：

圖 3-1 馬鈴薯葉片中總 RNA 瓊脂糖凝膠電泳質(zhì)量檢測結(jié)果Figure 3-1 Quality detection results of total RNA agarose gel electrophoresis in potato leaves3.2.8.2 供氮水平對不同基因型馬鈴薯 NR 基因相對表達量的影響由表 3-34 可知，苗期、塊莖膨大期馬鈴薯葉片 NR 基因表達量在品種間、施氮處理間、品種與施氮互作處理間差異達到極顯著水平。見表 3-35，把苗期克新 22 號在 N0 供氮水平時的表達量為 1（以下簡稱對照），求出其它基因型馬鈴薯的相對表達量。可知隨著供氮水平的提高，同一基因型馬鈴薯葉片 NR 基因表達量升高，同一基因型在同一供氮水平下苗期的NR 基因表達量均略高于塊莖膨大期。與對照相比克新 22 號在苗期、塊莖膨大期時 N1 和 N2供氮水平下 NR 基因表達量均上調(diào)，增加幅度分別為 40%、65%和 40%、68%，氮處理間差異顯著；與東農(nóng) 310 苗期、塊莖膨大期 N0 供氮水平下相比 N1、N2 供氮水平下 NR 基因表達量均上調(diào)，增加幅度分別為 42%、66%和 40%、74%，氮處理間差異顯著；與延薯 9 號在兩個生育時期 N0 供氮水平下相比 N1、N2 供氮水平下 NR 基因表達量均上調(diào)，增加幅度分別為 35%、40%和 15%、26%，氮處理間差異不顯著；與東農(nóng) 311 在兩個生育時期 N0 供氮水平下相比 N1、N2 供氮水平下 NR 基因表達量均上調(diào)，增加幅度分別 33%、16%和 32%、25%，氮處理間差異不顯著，此外，東農(nóng) 311 在 N2、 N0 供氮水平下表達量增加幅度低于 N1、N0供氮水平下增加幅度，不能一味的使 NR 基因表達量增加；大西洋在兩個生育時期隨著供氮

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本文編號：2812397