本文關(guān)鍵詞：持綠性對中國玉米品種氮轉(zhuǎn)移效率的影響及其作用機(jī)制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

持綠性對中國玉米品種氮轉(zhuǎn)移效率的影響及其作用機(jī)制

郭松  

【摘要】：選育和推廣高產(chǎn)氮高效的作物品種是解決我國糧食安全和資源、環(huán)境問題的重要途徑之一。對玉米而言,綠熟性顯著提高了籽粒產(chǎn)量,但是否影響氮效率及相關(guān)性狀并不清楚。在實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)的同時,如何通過選擇品種和施肥措施來協(xié)同實(shí)現(xiàn)籽粒養(yǎng)分高效也是亟待解決的問題。本論文結(jié)合田間和室內(nèi)盆栽試驗,在生理和分子水平上系統(tǒng)研究我國玉米品種綠熟性影響氮轉(zhuǎn)移效率的作用機(jī)制及其對不同氮肥施用的響應(yīng)。主要研究結(jié)果如下： 1)通過兩年三點(diǎn)對我國84個玉米品種的田間試驗發(fā)現(xiàn)：玉米育種進(jìn)程中提高品種的綠熟性(綠熟型替代黃熟型品種)可以顯著增加籽粒產(chǎn)量和氮吸收效率。但是,相對適度綠熟型品種(保綠度33-55%),過度綠熟(保綠度55%)不僅不能增產(chǎn),而且還顯著降低了葉片的氮轉(zhuǎn)移效率。當(dāng)前我國玉米品種的綠熟性過度,導(dǎo)致更多的葉片氮?dú)埩?籽粒氮濃度下降,因而阻礙高產(chǎn)和氮高效利用的協(xié)同。 2)通過兩年的溫室盆栽試驗,利用15N標(biāo)記精確定量了玉米品種先玉335(適度綠熟型)和鄭單958(過度綠熟型)的氮效率差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn),先玉335具有更高的花前氮轉(zhuǎn)移效率(主要發(fā)生在中部和上部葉片)和花后氮吸收效率及葉片的光合氮效率,從而在保障產(chǎn)量的同時比鄭單958有更高的籽粒氮濃度。負(fù)責(zé)玉米花后氮轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵基因ZmGSl.4在先玉335中、上部葉片中的表達(dá)量顯著高于鄭單958。 3)通過不同施氮水平條件下(45,120和240kg N ha-1)田間試驗,比較先玉335(適度綠熟型)和NE9(過度綠熟型)的氮轉(zhuǎn)移效率及相關(guān)基因的表達(dá)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),所有氮水平上先玉335都比NE9有更高的產(chǎn)量和氮轉(zhuǎn)移效率。與NE9相比,先玉335在花后葉片氮濃度的下降早,可溶性蛋白的降解率高,與葉片衰老有關(guān)的ZmSee2β基因較高的表達(dá)量一致。 4)通過五個施氮處理的田間試驗：0/45,0/120,0/240,120/120和240/0(kg ha-1有機(jī)／無機(jī)氮),在玉米灌漿期比較了不同氮處理下玉米葉片氮同化和轉(zhuǎn)移過程相關(guān)基因的表達(dá)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管產(chǎn)量隨施氮水平增加而提高,但是0/240,240/0和120/120施肥處理間無明顯差異。然而,有機(jī)氮施用能夠降低玉米體內(nèi)氮的積累,提高氮的利用效率。葉片中氮同化相關(guān)基因(ZmNR1和ZmFd-GOGAT1)表達(dá)不受供氮形態(tài)的影響,而有機(jī)氮施用顯著提高氮轉(zhuǎn)移相關(guān)基因(ZmGS1.1和ZmGDH1)在老葉中的表達(dá),從而增強(qiáng)葉片氮利用效率。 綜上所述,玉米育種過程中追求過度綠熟不能提高產(chǎn)量,卻導(dǎo)致葉片氮轉(zhuǎn)移效率的下降,因而阻礙玉米產(chǎn)量和籽粒蛋白質(zhì)含量的協(xié)同提高。未來通過選育適度綠熟型玉米品種和采用合理施肥措施,可以提高花前氮的轉(zhuǎn)移效率以及花后氮向籽粒的分配效率,從而保證在實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的同時,增加籽粒氮素的收獲,減少秸稈氮素的殘留。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S513
【目錄】：

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  本文關(guān)鍵詞：持綠性對中國玉米品種氮轉(zhuǎn)移效率的影響及其作用機(jī)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：160031