油菜氮高效種質(zhì)的篩選及其生理機(jī)制的初步研究.pdf

1、油菜是一種用途廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、發(fā)展?jié)摿Υ蟮挠土献魑?。我國油菜的種植面積和產(chǎn)量均占世界的1/3，而油菜需氮量較多，大量施氮帶來了環(huán)境和經(jīng)濟(jì)壓力，篩選和利用氮高效的油菜種質(zhì)，挖掘其自身遺傳潛力是解決問題的最佳途徑。本研究采用土培方法，在低氮脅迫(0.02 g N/kg)和正常供氮(0.20 g N/kg)情況下，對(duì)100份油菜種質(zhì)進(jìn)行苗期初篩，獲得可能氮高效、可能氮低效的種質(zhì)各5份。并對(duì)初篩種質(zhì)進(jìn)行全生育期復(fù)篩，復(fù)篩設(shè)兩個(gè)氮水平，低氮(0.

2、067 g N/kg)和正常氮(0.20 gN/kg)，獲得氮高效、氮低效的種質(zhì)各1份。在此基礎(chǔ)上，采用水培方法對(duì)高、低效種質(zhì)進(jìn)行苗期培養(yǎng)，設(shè)低氮脅迫(8.40 mg/L)和正常供氮(84.00 mg/L)，研究分析了高、低效種質(zhì)氮吸收利用相關(guān)的指標(biāo)，并對(duì)油菜氮高效的生理機(jī)制做了初步探討。獲得的主要結(jié)果如下： 1.首次采用苗期初篩和全生育期復(fù)篩的土培試驗(yàn)，獲得甘藍(lán)型油菜氮高效和氮低效的種質(zhì)各一個(gè)。 2.苗期初篩發(fā)現(xiàn)，在低

3、氮脅迫和正常供氮時(shí)，植株氮累積量和氮利用指數(shù)均與地上部干物重達(dá)極顯著正相關(guān)，說明苗期地上部干物重可以表征氮的吸收利用。 3.確定了合理而可靠的篩選指標(biāo)：苗期篩選時(shí)，相對(duì)地上部干物重可作為油菜氮高效的可靠指標(biāo)，相對(duì)地上部氮累積量可作為輔助指標(biāo)，相對(duì)利用指數(shù)只可以作為參考指標(biāo)；全生育期復(fù)篩時(shí)，氮效率系數(shù)(低氮水平下的籽粒產(chǎn)量/正常氮水平下的籽粒產(chǎn)量)和低氮水平下的籽粒產(chǎn)量可作為可靠篩選指標(biāo)。苗期初篩的結(jié)果與全生育期復(fù)篩的結(jié)果達(dá)極顯著

4、正相關(guān)，從而驗(yàn)證了兩步篩選法及其篩選指標(biāo)在油菜氮高效種質(zhì)的篩選中是可行的。 4.對(duì)初篩油菜種質(zhì)各生育期的干物質(zhì)積累量進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同油菜種質(zhì)各生育期的干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)隨氮水平的增加而顯著或極顯著的增加。干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為：苗期最少，隨著生育期進(jìn)程，積累逐漸增加，至成熟期達(dá)最大值，苗期至蕾苔期積累最快，其次是莢果期至成熟期。同一氮水平下，同一生育期內(nèi)各油菜種質(zhì)的干物質(zhì)積累量均達(dá)極顯著差異，高、低效種質(zhì)差異較大。高效種質(zhì)51號(hào)

5、在低氮脅迫和正常供氮時(shí)各生育期的干物質(zhì)積累量均很高，低效種質(zhì)88號(hào)在低氮脅迫下各生育期的干物質(zhì)積累量均很低。 5.對(duì)初篩油菜種質(zhì)各生育期的氮累積量進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同油菜種質(zhì)各生育期的干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)隨氮水平的增加而顯著或極顯著的增加。油菜一生中的氮累積表現(xiàn)為先升后降再升的趨勢(shì)，其動(dòng)態(tài)變化可用S曲線方程擬合。同一氮水平下，同一生育期內(nèi)各油菜種質(zhì)的氮累積量均達(dá)極顯著差異。高效種質(zhì)51號(hào)在花期和成熟期氮累積量均最多，極顯著高于低效種

6、質(zhì)88號(hào)。 6.對(duì)初篩油菜種質(zhì)各生育期的氮的利用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同油菜種質(zhì)干物質(zhì)氮利用效率(NUEp)和成熟期籽粒利用效率(NUEg)均隨氮水平的增加而降低。同一氮水平下各油菜種質(zhì)均表現(xiàn)極顯著差異。低氮脅迫下，高效種質(zhì)51號(hào)各生育期的NUEp都很高，在苗期、蕾苔期、花期、莢果期均高于低效種質(zhì)88號(hào)。而成熟期NUEg卻低于低效種質(zhì)88號(hào)。 7．對(duì)初篩油菜種質(zhì)各生育期含氮量和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)油菜地上部各器官或部位含氮量

7、表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢(shì)。低氮脅迫加大了油菜器官或部位間含氮量的差異。各生育期內(nèi)氮的轉(zhuǎn)運(yùn)利用存在種質(zhì)問差異。高效種質(zhì)51號(hào)在各生育期均表現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。 8.通過研究與油菜氮的吸收、利用和轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的生理生化指標(biāo)，推導(dǎo)油菜氮高效的機(jī)理為：低氮脅迫下，高效種質(zhì)具有較發(fā)達(dá)的根系形態(tài)(較長(zhǎng)的主根長(zhǎng)、較大的根體積)和根系活力(較強(qiáng)的根活力、較大的總吸收面積和活躍吸收面積)，從而吸收較多的氮(高效種質(zhì)的氮累積量較多)和具有較強(qiáng)的氮轉(zhuǎn)運(yùn)能力(高效種質(zhì)