苗期水稻根系对供氮水平的响应及其与糖积累关系的研究

论文摘要

以两优培九、培矮64S、扬稻6号、汕优63、珍汕97A、明恢63、88s／0293和特青（常规稻）8个品种为供试材料，采用土培方法，在4种施氮量处理下，研究不同供氮水平对不同基因型水稻根系的影响。从8个品种中筛选出汕优63和两优培九2个品种为供试材料，通过水培试验，分别在低氮(纯氮10 mg L-1)、中氮(纯氮40 mg L-1)和高氮(纯氮80 mg L-1)3种供氮处理和自然光、遮光约60％和遮光约80％3种光照条件处理下，研究了苗期水稻根系对供氮水平的适应性反应及其与糖积累有关。主要结果如下：1．通过盆栽试验得出，施氮量较低时，最大根长变长，总根长、根表面积、根体积和根数相对较高，根干重、根冠比和根可溶性糖浓度较高；不同品种在不同供氮水平下根系的生长有差异；杂交水稻的根系比其亲本和常规稻较发达，在施氮量较低时表现的较明显。2．通过水培试验得出，供氮水平较低时，水稻的最大根长、单株总根长、根表面积、根体积和总根数相对供氮水平较高时均较高。根干重和根冠比随供氮水平升高而下降。供氮水平较低时，根可溶性糖和淀粉浓度、根可溶性糖和淀粉积累量以及在植株中各组织间的分配比例都较高，说明氮供应不足时有较多的光合产物分配到根系中，促进根系的生长来吸收更多的氮素。3．不同供氮水平下糖代谢相关酶活性表现明显的变化。叶片蔗糖磷酸合成酶活性随供氮水平的升高而下降，供氮水平较低时叶蔗糖合成酶活性比供氮水平较高时高，而叶转化酶活性相对较低；根转化酶活性随供氮水平的升高而下降。表明供氮水平较低时提高了叶片蔗糖合成酶活性和根转化酶活性，从而提高根和叶糖积累量。4．通过相关分析得出，根系形态参数与根可溶性糖和淀粉浓度、根可溶性糖和淀粉积累量以及在植株中各组织间的分配比例存在显著正相关，表明根系生长与分配到根系的光合产物有关。根可溶性糖和淀粉浓度以及根可溶性糖和淀粉积累量与叶蔗糖磷酸合成酶活性存在着极显著的正相关，与根转化酶活性也存在着极显著的正相关，叶可溶性糖浓度与叶蔗糖合成酶活性呈显著的正相关，与根转化酶活性之间存在显著的正相关。说明植株各组织可溶性糖和淀粉积累量与糖代谢相关酶之间存在显著的相关性。5．光照强度对植株的生长有明显的影响。在相同供氮水平下，整个植株光合速率随光照强度的下降而下降。高光强下水稻叶片具有较高的叶绿素a／b，在强光低氮情况下，叶片和根可溶性糖和淀粉含量相对较高，叶片蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶活性较高，叶片转化酶活性较低，根转化酶活性较高。强光下，根系的形态参数值较大，根系发达。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 1 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 水稻根系的研究
• 1.2.1 水稻根系的形态
• 1.2.2 水稻根系的活力
• 1.2.3 水稻根系的功能
• 1.2.4 水稻根系对不同环境因子的反应
• 1.2.5 根系生长与地上部生长的关系
• 1.3 植物根系生长对氮素供应的响应
• 1.4 糖代谢
• 1.4.1 蔗糖代谢相关酶
• 1.5 根系生长与糖代谢的关系
• 1.6 光照对糖代谢的影响
• 2 不同供氮水平对水稻根系影响的初步研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.3 样品处理
• 2.1.4 光合速率的测定
• 2.1.5 根系形态的测定
• 2.1.6 可溶性糖的测定
• 2.1.7 植物组织中氮含量测定
• 2.1.8 试验数据计算和处理
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 施氮量对水稻根系的影响
• 2.3.2 氮素干物质生产效率与根系和叶相关性状的关系
• 2.3.3 以根系特性为依据的聚类分析
• 2.4 讨论
• 2.5 结论
• 3 水稻根系对供氮水平的响应及其与糖积累关系的研究
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验设计
• 3.2.3 取样
• 3.2.4 微气候的测定
• 3.2.5 光合速率的测定
• 3.2.6 叶绿素的测定
• 3.2.7 叶面积的测定
• 3.2.8 根系形态的测定
• 3.2.9 可溶性糖和淀粉的测定
• 3.2.10 蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶和转化酶的测定
• 3.2.11 氮含量测定
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 不同供氮水平下植株根系形态及干物质生产量的变化
• 3.3.2 不同供氮水平对植株根、茎和叶中可溶性糖和淀粉的影响
• 3.3.3 不同供氮水平下糖代谢相关酶的变化
• 3.3.4 植株根系形态参数与植株体内可溶性糖和淀粉的关系
• 3.3.5 植株中可溶性糖和淀粉与糖代谢相关酶的关系
• 3.3.6 不同供氮水平对植株地上部生理性状的影响
• 3.3.7 光对不同供氮水平下植株地上部生理性状的影响
• 3.3.8 光照强度对不同供氮水平下糖代谢相关酶活性的影响
• 3.3.9 光照强度对不同供氮水平下植株体内可溶性糖和淀粉的影响
• 3.3.10 光照强度对不同供氮水平下根系形态和干物质生产量的影响
• 3.4 讨论
• 3.5 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢