氮素是馬鈴薯生長發(fā)育過程中不可缺少的元素之一。但過量施用氮肥也引來一系列環(huán)境污染問題。所以選育種植氮高效品種以提高氮利用效率受到了極大的重視。篩選不同氮效率品種,了解不同品種間的氮效率、生理生化和分子機制方面的差異是氮高效栽培及氮高效育種的基礎(chǔ)。本研究以27個馬鈴薯品種為試驗材料,在篩選氮高效品種和氮低效品種的基礎(chǔ)上,對氮高效的生理生化機制進行了研究,并利用高通量測序平臺,從轉(zhuǎn)錄組水平分析不同氮素水平下的基因差異表達。主要研究結(jié)果如下:1、苗期篩選與田間驗證相結(jié)合,篩選出氮高效品種有荷蘭14號(HL14)、冀張薯12號(JZ12)、興佳2號(XJ2);氮低效品種有早大白(ZDB)、尤佳70(YJ70)、克新4號(KX4)。相對莖葉干物質(zhì)量、相對根干物質(zhì)量、相對根冠比、相對莖葉氮積累量、相對根氮積累量可用于苗期馬鈴薯氮效率的篩選指標。2、以氮高效品種JZ12和氮低效品種YJ70為試驗材料進一步研究,結(jié)果表明氮高效品種的根干重、根體積、總吸收面積、活躍吸收面積、深層根量分布在各施氮量下均顯著高于氮低效品種,根系活力、根系硝酸還原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性在低氮與不施氮處理下均顯著高于氮...

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【學(xué)位級別】：博士

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摘要
Abstract
縮略語表
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 氮在植物中的作用
        1.2.2 氮效率定義
        1.2.3 提高氮效率的途徑
        1.2.4 氮效率的品種差異
        1.2.5 氮高效品種的篩選
        1.2.6 氮素吸收與利用
        1.2.7 離子組學(xué)研究概況
        1.2.8 轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究概況
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 馬鈴薯氮效率品種差異及篩選
    2.1 材料與方法
        2.1.1 試驗區(qū)概況
        2.1.2 試驗材料
        2.1.3 試驗設(shè)計
        2.1.4 采樣與測定方法
        2.1.5 數(shù)據(jù)處理及分析方法
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 不同馬鈴薯品種苗期氮效率差異及其評價
        2.2.2 不同馬鈴薯品種的產(chǎn)量對氮肥的響應(yīng)
    2.3 討論
3 不同氮效率品種馬鈴薯干物質(zhì)積累與氮素積累特性
    3.1 材料與方法
        3.1.1 試驗區(qū)概況
        3.1.2 試驗材料與設(shè)計
        3.1.3 測定項目與方法
        3.1.4 數(shù)據(jù)處理及分析方法
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 不同氮效率馬鈴薯品種產(chǎn)量對氮的響應(yīng)
        3.2.2 不同氮效率馬鈴薯品種氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率對氮的響應(yīng)
        3.2.3 不同氮效率馬鈴薯品種干物質(zhì)積累量特性的變化
        3.2.4 不同氮效率馬鈴薯品種氮積累量的變化
    3.3 討論
4 不同氮效率馬鈴薯品種根系特征的差異
    4.1 盆栽條件下不同氮效率馬鈴薯品種根系特征
        4.1.1 材料與方法
        4.1.2 結(jié)果與分析
    4.2 不同氮效率馬鈴薯品種根系時空分布
        4.2.1 材料與方法
        4.2.2 結(jié)果與分析
    4.3 討論
5 不同氮效率馬鈴薯品種光合特性及氮代謝相關(guān)酶的變化
    5.1 材料與方法
        5.1.1 試驗區(qū)概況
        5.1.2 試驗材料與設(shè)計
        5.1.3 測定指標與方法
        5.1.4 數(shù)據(jù)處理與分析
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 不同氮效率馬鈴薯品種光合色素含量的變化
        5.2.2 不同氮效率馬鈴薯品種葉片光合特性的變化
        5.2.3 不同氮效率馬鈴薯品種葉片氮代謝相關(guān)酶的變化
        5.2.4 光合特性與產(chǎn)量的關(guān)系
        5.2.5 氮代謝酶活性與產(chǎn)量的關(guān)系
    5.3 討論
        5.3.1 不同氮效率馬鈴薯品種光合特性的差異
        5.3.2 不同氮效率馬鈴薯品種氮代謝相關(guān)酶的差異
6 不同氮效率馬鈴薯品種離子含量的差異
    6.1 材料與方法
        6.1.1 試驗區(qū)概況
        6.1.2 試驗材料與設(shè)計
        6.1.3 測定項目與方法
        6.1.4 數(shù)據(jù)處理及分析方法
    6.2 結(jié)果與分析
        6.2.1 不同氮效率馬鈴薯品種干物質(zhì)量
        6.2.2 不同氮效率馬鈴薯品種葉片中各營養(yǎng)元素含量
        6.2.3 不同氮效率馬鈴薯品種莖稈中各營養(yǎng)元素含量
        6.2.4 不同氮效率馬鈴薯品種塊莖中各營養(yǎng)元素含量
        6.2.5 不同氮效率馬鈴薯品種各營養(yǎng)元素的單株積累量
    6.3 討論
7 馬鈴薯響應(yīng)不同氮濃度的比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
    7.1 材料與方法
        7.1.1 試驗材料
        7.1.2 試驗設(shè)計
        7.1.3 RNA提取及質(zhì)檢
        7.1.4 測序文庫構(gòu)建及測序
        7.1.5 測序數(shù)據(jù)分析及處理
        7.1.6 差異基因分析及qRT-PCR驗證
        7.1.7 差異表達基因的功能注釋與分析
    7.2 結(jié)果與分析
        7.2.1 測序樣品RNA的質(zhì)量檢測
        7.2.2 原始序列數(shù)據(jù)及質(zhì)量控制
        7.2.3 RNA-Seq數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計
        7.2.4 基因表達水平分析
        7.2.5 qRT-PCR驗證
        7.2.6 差異表達基因分析
        7.2.7 差異表達基因GO功能分析
        7.2.8 差異表達基因KEGG富集分析
    7.3 討論
8 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 展望
致謝
參考文獻
附錄
作者簡介



本文編號：3739683