过量施氮是小麦生产中氮素利用效率降低的主要原因之一，降低施氮量对于提高氮素利用率和保护环境具有重要意义。本研究采用水培试验，以2个低氮敏感性不同的小麦品种早洋麦（低氮敏感型）和扬麦158（耐低氮型）为材料，研究了低氮营养对小麦幼苗根系形态特征和氮素吸收的影响。结果表明，低氮处理降低了扬麦158和早洋麦地上部干重，增加了根系干重，主要表现在总根长、根表面积和根体积显著增加，根平均直径降低，而扬麦158根系扩展幅度大于早洋麦；低氮处理后两个小麦品种根尖分生区长度增加，而内皮层厚度减小，且扬麦158的变化幅度大于早洋麦，表明低氮处理后根系吸收面积特别是根尖处吸收面积显著增加；低氮营养降低了两个小麦品种硝酸还原酶（NR）活性，提高了其谷氨酰胺合成酶（GS）及谷氨酸脱氢酶（GDH）活性，且扬麦158的NR活性降低幅度低于早洋麦,GS活性增幅大于早洋麦，表明低氮营养下耐性品种扬麦158能短时间内增强其氮素循环利用。综上，扬麦158具有较大的根系系统和较高的氮代谢能力是其在低氮环境下具有更好适应能力的原因。
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract 2
Key words 3
引言 4
1 材料与方法 4
1.1 试验设计 4
1.2 测定项目及方法 4
1.2.1 植株形态及干物质重 4
1.2.2根系解剖结构及相关指标 5
1.2.3 硝酸还原酶活性(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性 5
1.2.4 NADHGDH和NAD+GDH的活性测定 5
1.3数据处理 5
2 结果与分析 6
2.1 低氮营养对小麦幼苗植株生长的影响 6
2.2 低氮营养对小麦幼苗根系形态的影响 6
2.3 低氮营养对小麦幼苗根尖直径、分生区长度的影响 7
2.4 低氮营养对小麦幼苗维管束直径、内皮层厚度的影响 7
2.5 低氮营养对小麦氮代谢关键酶活性的影响 8
3 讨论 10
4 结论 12
致谢 12
参考文献 12
低氮营养下小麦幼苗根系形态及氮素 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
吸收特性的响应特征
引言
引言
氮( N ) 是植物体内蛋白质、核酸以及酶类等生命活性物质的组成成分, 是植物维持其正常生长所必需的大量元素之一。自然界中固氮菌或强力的闪电能够将大气中的N2 转化成植物能吸收利用的形态（NH4+，NO3）[1]，但是这种方式效率非常低。1913年人类发明了用化学方法生产氮肥[2]，此后人为施用的氮肥便成为作物氮素营养的主要来源。小麦是我国重要的粮食作物，合理施用氮肥能够有效地提高其产量和品质，因此通过增加氮肥施用量使小麦增产已经成为农业生产上重要并且有效的措施之一。近些年来，随着我国人口数量的不断增加，粮食供应压力愈来愈大，氮肥的施用量也在不断增加。我国农田的氮肥最大施用量曾达到757.8kg/hm，而产量没有随着施肥量的增加而线性增长，施肥过量会导致农田中有氮素大量盈余，通过淋洗、氨挥发等途径流失到环境中导致土壤酸化、水体污染等环境问题[3]，同时增加农民种植成本造成经济损失[4]。前人研究结果显示，不同小麦品种间氮素吸收利用效率存在显著差异，这预示着小麦品种对氮肥利用率可被遗传改良，从而实现减氮增产的目标。近年来，从小麦自身出发，选育氮高效品种进行改良已成为小麦氮素高效吸收领域主要的研究方向之一[5]。
根系是植物体的重要组成部分，土壤中及施入农田中的氮素必须经过根系的吸收才能进入作物体内被作物进一步转化利用。植物根系在低氮胁迫下的响应主要表现在两个方面：一方面是植物对氮素的截获效率升高。另一方面是植物提高氮素转运能力和地上部同化能力[6]以提高氮素利用率。根系对养分的截获量一方面取决于根系的吸收速率，一方面取决于根系的截获面积[7]。前人研究表明，植物根系构型是决定根系的吸氮能力的重要因素之一，小麦氮高效吸收与根系生物量和根系形态高度相关[8]。前人在拟南芥[9]、玉米[10]、水稻[11]中的研究表明低氮处理下主根不变或者变短，而侧根数量增加、根长纵向伸长，根长、根表面积以及总根体积明显增加。低氮条件下根系形态的响应是最直观的，除此之外根系的解剖结构也有相应的响应特征。根系解剖结构是根系发育水平的直接体现，与根系生理功能关系密切[12]，其木质化程度、输导组织、表皮的附属结构等会影响植物抵抗逆境能力[13]。前人发现植物根系的解剖结构在干旱[14]、缺氧[15]、盐胁迫[16]、重金属胁迫[17]下都会有响应特征来减弱逆境对其生长的影响。因此研究低氮与根系解剖结构发育间的关系，对于阐明低氮下根系形态变化的生理机制有重要作用。目前国内外关于氮素与根系之间的关系做有初步的研究,但是关于不同供氮水平对小麦根系解剖结构的影响报道还很少。
本研究以对低氮敏感性不同的小麦品种为材料，通过水培实验，重点研究低氮营养对小麦幼苗生长、根系形态及解剖结构和氮代谢关键酶的影响。为进一步研究低氮营养下根系形态变化与氮代谢途径相互联系以增强氮素吸收奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验设计
供试材料为实验室前期筛选得到的两个低氮敏感性不同的小麦品种，早洋麦（低氮敏感型）和扬麦158（耐低氮型）。水培试验于2017年11月在大学生命科学楼温室进行，试验期间温度设为8~15℃，光照周期15h/9h(昼/夜)。周转箱（220 mm×320 mm×115 mm）作为水培容器，选取饱满且均匀的小麦种子，用20%的H2O2浸泡10 min后，用蒸馏水冲洗干净，再将种子均匀地摆在铺有滤纸的培养皿中，在20℃左右培养箱中进行培养，每天加适量蒸馏水，保持种子湿润。待芽长1cm时，小心地将种子摆放在盛有干净石英砂的周转箱中，用适量石英砂覆盖并定期浇水保证有充足水分。两叶一心时选择生长一致且健壮的幼苗，进行水培移栽，用裁剪好的海绵进行幼苗固定。移苗后，先用半营养液进行缓苗一次，之后换为全营养液。营养液pH5.5左右，为修改后的Hoagland营养液：2.6mM Ca(NO3)2•4H2O，1.9mM KNO3，1mM KH2PO4，1mM MgSO4•7H2O，0.5mM NaCl，5μM FeEDTA，微量元素同Hoagland营养液，低氮处理采用CaSO4代替Ca(NO3)2，K2SO4代替KNO3。实验共设3个供氮水平：正常氮：5 mmolL1（对照）；低氮：1 mmolL1（L1处理）、0.25 mmolL1（L2处理），以全硝态氮供应。用电动气泵进行持续通气，每3天换一次营养液。每天用0.1 mmol.L1的 H2SO4调pH至5.5左右。三叶一心时进行处理，处理后7天取样。

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