【摘要】：光合作用是產量形成的基礎,提高作物光合作用效率是增加產量、緩解糧食危機有效措施。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鍵的礦質元素,施氮是農業(yè)生產上提高產量的重要方式。光合作用對氮素的響應機制,是提高氮素利用效率、增加單位面積產量的依據。煙草是重要的經濟作物,其產量和品質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影響光合作用對植株生物量/產量的影響,通過研究光合作用的光能捕獲、電子傳遞和羧化反應過程,探討了氮素水平影響煙草葉片光合性能的生理機制。得到以下結果:(1)煙草幼苗新生葉葉綠素總量、凈光合速率在處理當天8h呈現氮水平處理間差異,穩(wěn)定差異出現在處理后9d;成熟功能葉葉綠素出現顯著差異的時間為處理后4h到3d,凈光合速率在處理后9d出現顯著差異,地上部生物量產生穩(wěn)定差異的時間是處理后9d,根系呈現穩(wěn)定差異的時間是處理后6d。由此可見,煙草幼苗生物量及光合生理特性呈現穩(wěn)定差異的時間為處理后9d。對煙草幼苗對系列氮水平的響應研究發(fā)現,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顯著差異。根據各響應指標對氮水平變化的敏感性,通過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,強光下MNHNLN。HN處理的葉片表觀量子效率較高、光補償點較低說明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、天線轉化效率、PSII光化學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處理的天線轉化效率和PSII光化學效率較低,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表達量與葉綠素總量密切相關,并且隨氮水平提高而增加;而HN和LN的CAO1的表達量均顯著提高,導致葉綠素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,而PNe在施氮水平間無明顯差異,說明田間施氮水平未產生生長抑制。本研究為氮水平影響煙草光合作用的生理機理提供了依據,為煙草氮素使用和田間管理提供參考。
【學位授予單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：博士后
【學位授予年份】：2019
【分類號】：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積逡逑累能夠對ＮＲ基因表達產生負調節(jié)作用。ＮＲ的活性調節(jié)是通過ＮＲ的磷逡逑酸化／去磷酸化實現的（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，在氮代謝過程中扮演極為重逡逑要的角色，也是無機氮轉化成有機氮的關鍵環(huán)節(jié)，對含氮有機物的合成逡逑起著至關重要的作用，目前已有大量的研究報道。ＧＳ／ＧＯＧＡＴ循環(huán)需要逡逑有一個Ｇｌｕ分子和ａ－酮戊二酸參與，最后生成兩個Ｇｌｕ分子。由此可見，逡逑植物體內Ｎ０３＿、ＮＨ４＋、Ｇｌｕ含量，以及ＮＲ的含量和活性能夠表征植物體逡逑內氮代謝過程的強弱。逡逑Ｉ邋Ｎ0３－邋１逡逑

圖２．邋１研究技術路線逡逑

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葉綠素熒光參數測定逡逑葉綠素熒光參數測定采用光纖熒光儀（ＰＡＭ－２５００；邋Ｗａｌｚ，邋Ｅｆｆｅｌｔｒｉｃｈ，逡逑ｅｒｍａｎｙ）。環(huán)境條件控制在３０°Ｃ，５５－６５％的相對濕度。初始熒光（Ｆ。）逡逑用充分暗適應葉片在弱調制光下誘導產生的，此時ＰＳ邋ＩＩ反應中心全逡逑處于開放狀態(tài)。在Ｆｏ之后用強飽和脈沖光（３５００（ｉｍｏｌｐｈｏｔｏｎｍ＿２ｓ－逡逑激發(fā)，使原初電子受體全部處于還原狀態(tài)，測得最大熒光值（Ｆｍ）。逡逑此可分別按照下式計算暗適應下光系統(tǒng)ＩＩ邋（ＰＳＩＩ）的最大光化學效率逡逑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０．８ｓ逡逑飽和脈沖光照射，測得光下最大熒光產量（Ｆｍ）和穩(wěn)態(tài)熒光產量（Ｆｓ），逡逑算天線轉化效率（Ｆ’ｖ／Ｆ’ｍ）光系統(tǒng)ＩＩ實際光化學效率（ｃｐＰＳＩＩ）：逡逑

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 左銀虎;原子吸收法間接測定葉綠素總量[J];分析化學;1998年08期

2 陳毓荃;;關于葉綠素的定量測定(分光光度法)中計算系數的修改意見[J];西北農林科技大學學報(自然科學版);1986年01期

3 柴光臻;宋來慶;姜中武;張學勇;張碩;劉美英;唐巖;孫燕霞;趙玲玲;;蘋果花葉病對不同蘋果品種光合作用影響[J];煙臺果樹;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)科技大學學報;2010年11期

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

6 王麗娟;顧青海;孫世海;薛倩;張培培;;遮光對番茄生理特性的影響[J];天津農學院學報;2006年03期

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

8 邢雅囡;阮曉紅;;硫化物脅迫對馬來眼子菜生理生化指標的影響[J];水資源保護;2010年04期

9 牛曉宇,朱宇君,侯海鴿,張鐵豐;原子吸收法測定蘆薈葉綠素總量的研究[J];黑龍江大學自然科學學報;2000年04期

10 武芳;李可;王云鵬;郭堅華;;生物農藥“蔬得康”對西瓜細菌性果斑病的溫室防效評估[J];中國生物防治學報;2014年02期

相關會議論文 前5條

1 許佳;陳國菊;吳筱穎;程玉瑾;陳明莉;;三葉鬼針草葉綠素穩(wěn)定性研究[A];中國觀賞園藝研究進展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];第九屆中國林業(yè)青年學術年會論文摘要集[C];2010年

3 趙河;王凱;鄭倩;毛秀杰;葉景學;;抗葉霉病不同基因型番茄生理生化特性的初步研究[A];全國設施園藝與園藝作物標準化生產技術交流會論文集[C];2014年

4 崔曉靜;肖建忠;李麗;;不同光照強度對紅葉石楠葉色表現的影響[A];2007年中國園藝學會觀賞園藝專業(yè)委員會年會論文集[C];2007年

5 范少先;韓建國;;不同NaCl濃度脅迫下新麥草種子萌發(fā)及葉綠素指標的變化[A];中國草學會青年工作委員會學術研討會論文集(上冊)[C];2010年

相關博士學位論文 前4條

1 王曉琳;氮素水平對煙草幼苗葉片光合特性的影響[D];中國農業(yè)科學院;2019年

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

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

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

相關碩士學位論文 前10條

1 陳昕;雷公藤不同種源光合特性及其與生長屬性關系研究[D];福建農林大學;2011年

2 王愛清;枸杞對枸杞蚜為害的誘導反應初探[D];內蒙古農業(yè)大學;2009年

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

4 顏s

本文編號：2745590