氯对油菜生长与营养吸收利用的效应及其机制

【摘要】氯是植物必需的微量元素之一,其在植物体内有多种生理功能。但是由于目前的农业土壤的盐碱化现象愈发加重,导致农作物的质量和产量严重下降,因而Na+和Cl-过量均成为农业生产中的一个重要限制因素。因此Cl-的营养功能研究往往会被忽视；一般来说,与Cl-相比,人们普遍关注和研究的是土壤及环境中Na+过量影响作物的生长、产量和品质,而C1-过量对作物的胁迫研究相对要少得多。本研究以甘蓝型油菜“南盐油1号”为试验材料,采用盆栽砂培试验,探讨了不同浓度Cl-处理对油菜(BrassicanapusL.)幼苗根、叶柄、叶的生长、营养元素及离子吸收分配的效应,和叶片光合色素和光合特征的影响,还探讨了不同部位油菜叶片的氮素相关代谢关键酶活性以及细胞膜和液泡膜质子泵水解活性对不同浓度Cl-处理的响应。主要研究结果如下：(1)低氯处理(25～75mmol·L-1Cl-)9和18d处理下的油菜干物质积累速率(DMAR)显著高于对照,且50mmol·L-1Cl-处理对油菜幼苗生长的促进效果最好；而200mmol·L-1的高氯处理,油菜的DMAR显著下降,表明高氯对其生长的抑制。随着外源氯处理浓度的增高,油菜叶片中的N03-含量逐渐下降,但18d处理下的植株叶片的全N含量一直到150mmol·L-1Cl-处理时才比对照有显著下降,说明外源氯处理在降低油菜叶片硝态氮的同时其叶片中的全N含量并没有随着急剧下降。处理9和18d,根和叶柄中的K+含量都比对照有所升高。根和叶柄中的Ca2+含量都比对照有显著降低,但叶中的Ca2+含量则是先升高后降低,说明外源供氯会影响植株根和叶柄对Ca2+的吸收,但是低氯处理对叶片中的Ca2+的吸收有一定促进作用。随着Cl-处理浓度的增加,油菜幼苗根、叶柄、叶中的Mg2+含量基本都是呈先增高后降低的趋势,但均比对照有所增高。由红外数据可知,随着Cl-处理浓度的增加,油菜幼苗叶片表面温度逐渐上升,这说明在外源氯处理下,油菜幼苗叶片气孔开度变小,蒸腾下降。(2)除了处理18d的Ci外,25～100mmol·L-1Cl-处理下,油菜叶片均能维持较高的Pn、Gs、Ci和Tr,200mmol·L-1Cl-处理9和18d,油菜叶片Pn、Gs、Ci和Tr均显著下降。随着Cl-处理浓度的增加,WUE呈现先降后升,9d处理下,随着Cl-处理浓度的增加,油菜Ls也呈现先升后降,而18d处理下,随着Cl-处理浓度的增加,Ls逐渐显著上升。表明低氯(25～100mmol·L-1Cl-)显著提高或者维持油菜幼苗的光合作用和蒸腾作用,从而促进油菜幼苗生长；而高氯(200mmol·L-1Cl-)显著降低其光合作用和蒸腾作用,从而抑制其生长,且油菜幼苗光合抑制主要为气孔因素。(3)除了谷氨酸脱氢酶(GDH)外,其余几个氮素代谢关键酶：硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性都是先升高,后降低。其中GS和GOGAT的活性都是在25mmol·L-1Cl-时达到最大值；GDH的活性在不同浓度Cl-处理时均低于对照,且都是在50mmol·L-1Cl-处理时降到最低。(4)WesternBlot结果说明,根在50mmol·L-1Cl-下的细胞膜H+-ATPase酶浓度要显著高于对照和25mmol·L-1Cl-处理下的H+-ATPase酶浓度,水解活性结果表明,50mmol·L-1Cl-处理下的根细胞膜H+-ATPase酶水解活性明显高于对照,而200mmol·L-1Cl-下的细胞膜H+-ATPase酶水解活性明显低于对照；而50mmol·L-1Cl-处理下叶片细胞膜H+-ATPase水解活性高于25和200mmol·L-1Cl-处理的。而25和50mmol·L-1Cl-处理下液泡膜H+-ATPase和H+-PPase水解活性都高于对照,200mmol-L”1Cl”处理下液泡膜H+-ATPase和H+-PPase水解活性要明显低于对照。从上述结果我们发现,低氯可积极调节油菜幼苗根、叶细胞膜和液泡膜质子泵水解活性,从而调节其对Cl-、N、K等溶质的跨膜运输,构成低氯提高氮素等吸收、利用,从而促进其生长的主要动力；低氯还能诱导NR、GS、GOGAT等氮素同化酶的活性,从而加速其氮素同化,提高植株的氮素利用效率；低氯还可调节叶片水分状况,从而增大气孔导度,增加其胞间CO2浓度,从而促进其光合作用。而高氯则影响了上述过程,从而抑制油菜幼苗的生长。
【作者】胡小婉；
【导师】郑青松；
【作者基本信息】南京农业大学，海洋生物学，2013，硕士
【关键词】油菜；氯；生长；光合作用；氮素；质子泵；

【参考文献】
[1]陈德富.互联网环境下的行政文化创新研究[D].湘潭大学,行政管理,2011,硕士.
[2]卫然.多维力传感器动态测试激励方法研究[D].安徽工程大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[3]吴学敏.活性粉末混凝土波纹钢腹板组合箱梁的受力性能研究[D].北京交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[4]王文瑞,蒋继强,杨建中.宝钢不锈钢分公司产销系统(下)[J].冶金自动化,2008,01:1-6.
[5]陈玉洁.固化结构“差不多”的多角度考察[D].湖南师范大学,汉语言文字学,2004,硕士.
[6]姬静.Cbp分子在CD59 GPI介导的T细胞抑制信号转导中的作用研究[D].青岛大学,免疫学,2013,硕士.
[7]封娜.从新历史主义看《去吧，摩西》[D].河北师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[8]郭晗.蒙古留学生学习汉语偏误及教学对策[D].沈阳师范大学,汉语国际教育,2014,硕士.
[9]周志和.论战时美国的拉美战略与政策[D].湖南师范大学,世界史,2004,硕士.
[10]武银银.新型钛氧簇合物的合成及性质研究[D].苏州大学,无机化学,2014,硕士.
[11]杨辉美.我国优抚保障工作研究[D].山东师范大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[12]郑伟,王峥.报业客户关系管理系统简介[J].中国报业,2001,11:71-72.
[13]张欣.商业银行房地产信贷法律风险及防范对策研究[D].江西财经大学,经济法,2013,硕士.
[14]盛冠忠,蒋少军,钟少锋,楼永平,张奇鹏.棉秆皮机械生物酶联合脱胶工艺[J].纺织学报,2013,02:95-100.
[15]杨东.通过颈部材料优化亥姆霍兹共振器的理论和实验研究[D].清华大学,动力工程及工程热物理,2013,硕士.
[16]罗锐.浅析中国发达地区行政机构改革[D].湖北大学,行政管理,2011,硕士.
[17]危阳.电视剧《甄嬛传》主题曲及插曲中的创作特点[D].湖南师范大学,音乐（专业学位）,2014,硕士.
[18]刘美云.基于种群分布模型学习的班德文进化多目标优化算法[D].西安电子科技大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[19]李鹏举.视频监控中人数统计方法的研究与实现[D].华中科技大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[20]杨民.中国石油X公司全面预算管理完善研究[D].宁夏大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[21]闵小刚,陈开远,张益明,何峰.利用AVO正、反演预测深水浊积扇储层[J].石油地球物理勘探,2011,06:911-918+1012+832.
[22]马韶.城市管理综合执法法律问题研究[D].北方工业大学,法学理论,2014,硕士.
[23]徐庆.基于工作流系统的CMM支撑环境和工具的研究[D].合肥工业大学,2002.
[24]尹小毛.胶体金免疫层析和实时荧光PCR在分枝杆菌快速检测与鉴定中的应用研究[D].南方医科大学,临床检验诊断学,2014,博士.
[25]佘楚云,王承民,连鸿波.计及设备寿命折损的配电变压器经济运行方式效用分析[J].电力系统自动化,2009,15:47-50.
[26]宁玲玲.中国制浆造纸能源消耗的研究—造纸系统能量衡算方法的研究[D].大连工业大学,制浆造纸工程,2010,硕士.
[27]张慧敏.电对燃料电池用于铬铜镍重金属对苯酚尿素的产电及脱除基础研究[D].浙江大学,环境工程,2014,博士.
[28]余浩.电动汽车充电校准方案的研究[D].北京交通大学,2014.
[29]唐文胜.不同套袋处理对香柚果实品质的影响[D].湖南农业大学,种植,2003,硕士.
[30]缪晓慧.我国城市社区治理的困境与对策[D].南京师范大学,行政管理,2012,硕士.
[31]曾茂进.LED照明灯具的结构设计与仿真[D].华侨大学,物理学,2014,硕士.
[32]田文波.成都理工大学虚拟校园建设的研究[D].成都理工大学,测绘工程,2013,硕士.
[33]李洁.强化招投标管理提高工程管理效益[J].上海企业.2004(07)
[34]王友娟.运用密度泛函活性理论研究分子间弱相互作用体系[D].湖南师范大学,物理化学,2014,硕士.
[35]史红霞.民国时期美丰系银行沿革史论[D].河北师范大学,中国近现代史,2004,硕士.
[36]刘红熠.政策辩论视角下“特岗计划”评估性研究[D].西南大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[37]朱宇佳.提升我国地方政府公共政策执行力的路径选择[D].长春工业大学,行政管理,2013,硕士.
[38]王飞阳.基于机器视觉的金刚线在线质检技术[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2014,硕士.
[39]王利平.少年军校学生自我管理能力的培养[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[40]胡鹏.ERP项目实施对企业组织变革和流程变革的影响研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[41]郑荣茂.基于XML的Web数据挖掘[J].韶关学院学报(自然科学版),2004,09:15-18.
[42]曲文龙,樊广佺,杨炳儒.基于支持向量机的复杂时间序列预测研究[J].计算机工程,2005,23:1-3.
[43]谭锋奇,李洪奇,孟照旭,郭海峰,李雄炎.数据挖掘方法在石油勘探开发中的应用研究[J].石油地球物理勘探,2010,01:85-91+164+172.
[44]王岩.基于光纤声发射的起重机械监测系统应用研究[D].中北大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[45]高德艳.基于模型参考自适应系统的SVM-DTC变频调速研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[46]佐同林.织物悬垂性能分析及评价体系的建立[D].东华大学,纺织材料与纺织品设计,2004,硕士.
[47]王杉.基于油中溶解气体变压器故障结果的基本信任分配函数研究[D].华北电力大学,信号与信息处理,2012,硕士.
[48]刘继普.饱和氢气生理盐水对老龄大鼠肾缺血再灌注损伤的影响[D].苏州大学,泌尿外科,2013,硕士.
[49]罗国兰.4E-BP1及其不同磷酸化位点对肿瘤细胞生长的影响[D].广西医科大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[50]梁莹.节约型理念在经适房居住区园林景观中的应用[D].南京农业大学,风景园林,2012,硕士.