發(fā)布時間：2020-06-23 00:01

【摘要】：黑龍江省為我國重要的粳稻生產(chǎn)區(qū),為滿足我國稻谷市場需求和保障我國糧食安全做出巨大貢獻。孕穗期為水稻需水臨界期,孕穗期遭遇干旱脅迫嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量及品質(zhì)。氮代謝是植物生命活動的重要生理過程之一,對水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量和蛋白質(zhì)形成都有重要影響。因此,為明確孕穗期干旱脅迫對寒地粳稻氮代謝及產(chǎn)量的影響,本試驗選用寒地粳稻松粳6(干旱敏感型)和東農(nóng)425(耐旱型)為材料,設(shè)置三個干旱脅迫梯度(輕度干旱:-10 kPa、中度干旱:-25 kPa、重度干旱:-40 kPa),以正常灌溉為對照,研究孕穗期干旱脅迫對寒地粳稻氮代謝關(guān)鍵酶活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、籽粒蛋白質(zhì)及各組分含量以及產(chǎn)量的影響,明確氮代謝對孕穗期干旱脅迫的響應(yīng)機制及品種間差異,揭示氮代謝關(guān)鍵酶活性對籽粒蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)各組分的調(diào)控效應(yīng),旨在豐富寒地粳稻孕穗期抗旱生理基礎(chǔ)。本試驗主要結(jié)論如下:1.與對照相比,孕穗期輕度干旱5-15 d寒地粳稻功能葉片硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)活性升高,但隨著干旱的時間延長,增幅降低,在輕度干旱20 d時活性下降,復(fù)水后活性升高,增幅逐漸減小;在中度、重度干旱下隨著干旱程度增加酶活性降低(除東農(nóng)425 GS、GOT在中度干旱5 d時和NR、GOGAT、GPT在中度干旱5-10 d時活性升高),隨著干旱脅迫時間的延長,降幅增加,復(fù)水后降幅減小。兩個品種功能葉片谷氨酸脫氫酶(GDH)隨著干旱脅迫程度和時間的增加活性升高,增幅逐漸增大,復(fù)水后增幅減小。在相同干旱處理下,東農(nóng)425功能葉片氮代謝關(guān)鍵酶活性表現(xiàn)均高于松粳6,且復(fù)水后東農(nóng)425恢復(fù)能力強于松粳6。2.與對照相比,輕度干旱寒地粳稻籽粒GS、GOGAT、GPT、GOT活性均顯著升高;中度干旱下,東農(nóng)425 GS、GOGAT、GPT、GOT在灌漿前期(齊穗后7-14 d)活性升高,之后降低;松粳6 GS、GOGAT在灌漿前期(齊穗后7 d)活性升高,之后降低,而GPT、GOT活性在整個灌漿期均降低;重度干旱下,GS、GOGAT、GPT、GOT活性降低,顯著低于中度干旱。與對照相比,籽粒GDH隨著干旱脅迫程度的增加活性升高。在相同干旱處理下,東農(nóng)425籽粒氮代謝關(guān)鍵酶活性表現(xiàn)均高于松粳6。3.與對照相比,干旱處理下功能葉片可溶性蛋白含量升高。松粳6在干旱處理5-10 d隨著干旱程度和時間的增加含量升高,干旱處理15 d起,重度干旱含量低于中度干旱;而東農(nóng)425在干旱5-15 d隨著干旱程度和時間增加含量升高,干旱處理20 d時重度干旱含量低于中度干旱。寒地粳稻功能葉片脯氨酸含量隨著干旱脅迫程度和時間的增加顯著升高。干旱處理下東農(nóng)425可溶性蛋白和脯氨酸含量表現(xiàn)均高于松粳6,復(fù)水后東農(nóng)425恢復(fù)能力高于松粳6。4.孕穗期干旱脅迫下東農(nóng)425籽粒蛋白質(zhì)含量升高,隨干旱程度的增加,增幅降低;松粳6籽粒蛋白質(zhì)含量總體表現(xiàn)為輕度中度對照重度(除齊穗后7 d,重度干旱大于對照),且東農(nóng)425增幅均高于松粳6。松粳6籽粒清蛋白總體表現(xiàn)為中度輕度對照重度干旱,而東農(nóng)425隨干旱程度增加含量升高;松粳6球蛋白、醇蛋白和東農(nóng)425球蛋白表現(xiàn)為中度輕度重度干旱對照;東農(nóng)425醇蛋白、谷蛋白含量表現(xiàn)為中度重度輕度對照;松粳6谷蛋白表現(xiàn)為輕度中度重度對照。東農(nóng)425籽粒蛋白質(zhì)各組分含量總體表現(xiàn)均高于松粳6。5.孕穗期不同程度干旱脅迫下寒地粳稻產(chǎn)量顯著降低,且隨著土壤水勢降低,降幅增大,品種間差異顯著,與松粳6相比,東農(nóng)425產(chǎn)量降幅較小。導(dǎo)致減產(chǎn)主要原因為穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重顯著降低。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S511.22
【圖文】：

4+。如圖1-1所示，植物同化硝酸鹽的首要步驟為植物體表皮和皮層細(xì)胞從土壤溶液中吸收的硝態(tài)氮（NO3-）經(jīng)硝酸還原酶（Nitrate reductase, NR）還原轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮（NH4+），和植物體本身吸收的銨態(tài)氮（NH4+）經(jīng)一系列生理生化反應(yīng)被植物體最終轉(zhuǎn)化為有機態(tài)氮被植物有機體利用[36]。植物進行NH4+同化一般有兩個途徑：一條途徑是通過谷氨酸脫氫酶（Glutamate dehydrogenase, GDH）催化α-酮戊二酸與硝態(tài)氮（NO3-）還原產(chǎn)生的銨態(tài)氮（NH4+）生成谷氨酸；另一種途徑是通過谷氨酰胺合成酶（Gluaminesynthetase, GS）催化谷氨酸（Glutamic）與銨態(tài)氮（NH4+）結(jié)合生成谷氨酰胺（Glutamine, Gln），該反應(yīng)所需的ATP由線粒體提供，生成的谷氨酰胺在谷氨酸合成酶（Glutamate synthetase,GOGAT）催化下與α-酮戊二酸結(jié)合，生成2分子谷氨酸（Glu），其中一分子谷氨酸用來合成其他氨基酸，而另一分子谷氨酸作為底物與銨態(tài)氮（NH4+）在谷氨酰胺合成酶（GS）催化下循環(huán)利用[37]。特別指出的是

2.3.2 籽粒氮代謝關(guān)鍵酶各處理選取生長整齊一致且同日抽穗的植株掛牌標(biāo)記，分別于齊穗期后 7、14、21、28、35 天的晴天上午 9:00-10:30 取樣，每處理取 3 盆，三次重復(fù)，選取穗中上部籽粒進行氮代謝關(guān)鍵酶（GS、GOGAT、GDH、GPT、GOT）活性測定。2.3.3 籽粒蛋白質(zhì)及各組分各處理選取生長整齊一致且同日抽穗的植株掛牌標(biāo)記，分別于齊穗期后 7、14、21、28、35 天和成熟期的晴天上午 9:00-10:30 取樣，每處理取 3 盆，三次重復(fù)。2.4 測定方法2.4.1 功能葉片硝酸還原酶提取及活性測定參考李合生[137]的離體法測定 NR 活性，具體方法如圖 2-1 所示，并用 NaNO3做標(biāo)準(zhǔn)曲線，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算硝酸還原酶活性，酶活性以每小時每克鮮樣中產(chǎn)生的 NaNO2微克數(shù)（μg·g-1·h-1）表示。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱德峰;張玉屏;陳惠哲;向鏡;張義凱;;中國水稻高產(chǎn)栽培技術(shù)創(chuàng)新與實踐[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年17期

2 夏瓊梅;毛桂祥;王定開;王月英;李貴勇;鄧安鳳;龍瑞平;楊從黨;;幼穗分化期至齊穗期水分脅迫對水稻產(chǎn)量及功能葉性狀的影響[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2015年03期

3 馮萬軍;邢國芳;牛旭龍;竇晨;韓淵懷;;植物谷氨酰胺合成酶研究進展及其應(yīng)用前景[J];生物工程學(xué)報;2015年09期

4 賈琰;沈陽;鄒德堂;沙漢景;王敬國;劉化龍;趙振東;夏楠;趙宏偉;;孕穗期冷水灌溉對寒地粳稻籽粒灌漿及其氮素積累的影響[J];中國水稻科學(xué);2015年03期

5 孫常青;楊艷君;郭志利;屈非;;施肥和密度對雜交谷可溶性糖、可溶性蛋白及硝酸還原酶的影響[J];植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報;2015年05期

6 江學(xué)海;李剛?cè)A;王紹華;羅德強;周維佳;劉正輝;李敏;丁艷鋒;;不同生育階段干旱脅迫對雜交稻產(chǎn)量的影響[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2015年02期

7 鄒成林;譚華;黃開建;吳永升;鄭德波;黃愛花;莫潤秀;韋新興;;廣西玉米品種苗期生理生化指標(biāo)與其抗旱性的綜合評價[J];南方農(nóng)業(yè)學(xué)報;2015年03期

8 郭春芳;孫云;;干旱脅迫下植物的滲透調(diào)節(jié)及脯氨酸代謝研究進展[J];福建教育學(xué)院學(xué)報;2015年01期

9 郭貴華;劉海艷;李剛?cè)A;劉明;李巖;王紹華;劉正輝;唐設(shè);丁艷鋒;;ABA緩解水稻孕穗期干旱脅迫生理特性的分析[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年22期

10 李程;閆偉平;�，�;吳春勝;谷巖;;不同氮肥處理及水分脅迫對玉米幼苗生理特性的影響[J];吉林農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 馮延江;水氮互作對寒地粳稻生長及養(yǎng)分吸收影響的研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

2 趙黎明;寒地水稻產(chǎn)量形成及灌水方式和種植密度調(diào)控影響[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 白向歷;玉米抗旱機制及鑒定指標(biāo)篩選的研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蔡宏亮;冷水脅迫下施氮量對粳稻氮代謝和氮素利用率的影響[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 田露;水稻幼苗對高濃度CO_2和水分脅迫的生理響應(yīng)研究[D];沈陽師范大學(xué);2016年

3 李會;施氮對干旱脅迫下冬小麥氮代謝的影響及α-酮戊二酸的調(diào)控作用研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

4 趙君霞;氮素及干旱脅迫對冬小麥幼苗生長和氮代謝相關(guān)基因表達的影響[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 伍龍梅;水分脅迫對水稻孕穗期和灌漿期生理及產(chǎn)量的影響[D];廣西大學(xué);2014年

6 江洪強;α-萘乙酸對花后干旱脅迫大豆生長和生理特性的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 孫倩;外源α-酮戊二酸對低水氮脅迫下小麥氮代謝及產(chǎn)量性狀的影響[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

8 高冬梅;不同灌溉方式對寒地粳稻氮代謝及蛋白組分的影響[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

9 李瑩;α-酮戊二酸對干旱脅迫下小麥生理反應(yīng)及產(chǎn)量的調(diào)節(jié)效應(yīng)[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

10 梁成剛;水稻灌漿期高溫對籽粒氮代謝酶活性及蛋白質(zhì)含量的影響[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

本文編號：2726462