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作物杂志,2021, 第3期: 28–33 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.03.004

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

不同氮效率油菜种质苗期氮吸收转运与利用差异研究

秦璐1(), 王建强1,2(), 韩配配1,3, 李银水1, 顾炽明1, 胡小加1, 谢立华1, 廖星1()   

  1. 1中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点开放实验室,430062,湖北武汉
    2青岛清原化合物有限公司,266000,山东青岛
    3江苏沿海地区农业科学研究所,224002,江苏盐城
  • 收稿日期:2020-06-18 修回日期:2020-07-31 出版日期:2021-06-15 发布日期:2021-06-22
  • 通讯作者: 廖星
  • 作者简介:秦璐,主要从事油菜营养生理与施肥研究,E-mail： qinlu-123@126.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2016YFD0100202-5);国家绿肥产业技术体系专项(CARS-22-05);中国农业科学院科技创新工程(CAASASTIP-2013-OCRI)

Difference in Nitrogen Absorption and Transportation and Utilization of Rapeseed Germplasms with Contrasting Nitrogen Efficiency

Qin Lu1(), Wang Jianqiang1,2(), Han Peipei1,3, Li Yinshui1, Gu Chiming1, Hu Xiaojia1, Xie Lihua1, Liao Xing1()   

  1. 1Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology and Genetics Improvement of Oil Crops, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430062, Hubei, China
    2Qingdao Kingagroot Compound Co., Ltd., Qingdao 266000, Shandong, China
    3Institute of Agriculture Sciences in Jiangsu Coastal Area, Yancheng 224002, Jiangsu, China
  • Received:2020-06-18 Revised:2020-07-31 Online:2021-06-15 Published:2021-06-22
  • Contact: Liao Xing

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PDF (PC)

258

摘要：

氮效率研究是油菜营养性状遗传改良的前提,为探究不同氮效率油菜种质苗期氮吸收、转运和利用的异同,以2个氮效率差异油菜种质H6（氮高效）和L18（氮低效）为供试材料,利用水培营养液设置正常氮（CK）和低氮（LN）2个氮浓度处理,培养14d后检测植株氮含量,计算氮累积量、氮转运系数和氮利用效率。结果显示,不同氮浓度处理对油菜苗期氮的吸收、转运和利用效率影响的差异达到极显著水平（P＜0.01）。与CK相比,LN处理的油菜生物量、氮含量和氮累积量均显著降低,而氮利用效率和根冠比显著提高;氮高效油菜种质H6的生物量、氮累积量、氮转运系数和氮生理利用效率均显著大于氮低效种质L18,分别为L18的2.07、1.42、3.23和1.56倍。从氮的吸收、转运和利用3个方面探讨了低氮胁迫处理下油菜种质苗期氮效率差异的原因,对深入开展油菜氮高效机理研究及油菜品种氮效率改良具有一定的指导意义。

关键词: 油菜, 低氮胁迫, 氮效率, 吸收转运, 利用

Abstract:

The study of nitrogen (N) efficiency is the prerequisite for genetic improvement of nutritional traits in rapeseed (Brassica napus L.). In order to investigate the possible differences in N absorption, transportation, and utilization of rapeseed with different N efficiency at seedling stage, two rapeseed germplasms with contrasting N efficiency, H6 (N-efficient germplasm) and L18 (N-inefficient germplasm), were used as the materials. By using hydroponic cultures with normal N (CK) and low N (LN) treatments for 14 days, the N content, N accumulation, N transport coefficient, and N utilization efficiency were measured. The results showed that the N absorption, transportation, and utilization efficiency in rapeseed seedlings at two N levels reached extremely significant levels (P<0.01). Compared with CK conditions, the biomass, N content, and N accumulation of rapeseed were significantly decreased under LN, while the N utilization efficiency and root-shoot ratio were significantly increased. In addition, the biomass, N accumulation, N transport coefficient, and N utilization efficiency of N-efficient rapeseed germplasm H6 were significantly higher than that of N-inefficient germplasm L18 under LN conditions. In detail, the biomass, N accumulation, N transport coefficient, and N physiological utilization rate of H6 were 2.07, 1.42, 3.23, and 1.56 times as much as L18, respectively. The possible mechanisms underlying rapeseed with different N efficiency at seedling stage were elucidated from the absorption, transportation, and utilization process of N. These results may provide useful information for investigating the mechanism underlying N efficiency and genetic improvement of N efficiency in rapeseed breeding.

Key words: Rapeseed, Low N stress, N efficiency, Absorption and transportation, Utilization

表1

供试营养液配方

化学试剂
Chemical agent		 浓度Concentration (μmol/L)
CK LN
Ca(NO3)2·4H2O 2500 50
KNO3 2500 50
NH4NO3 1000 20
KH2PO4 500 500
MgSO4·7H2O 1000 1000
EDTA-Fe 40 40
K2SO4 250 1250
CaCl2 0 2500
MnCl2·4H2O 4.5 4.5
ZnSO4·7H2O 0.3 0.3
CuSO4·5H2O 0.16 0.16
H3BO3 20 20
(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.16 0.16

表2

不同氮浓度处理下氮效率差异油菜种质生物量及根冠比比较

种质编号
Germplasm number		 处理
Treatment		 地上部干重
Shoot dry weight (g)		 根干重
Root dry weight (g)		 生物量
Biomass dry weight (g)		 根冠比
Ratio of root to shoot
H6 CK 0.232±0.022a 0.036±0.003a 0.269±0.024a 0.158±0.010c
LN 0.080±0.016b 0.033±0.003a 0.114±0.018b 0.425±0.009b
LN/CK 0.34 0.92 0.42 2.69
L18 CK 0.224±0.018a 0.033±0.003a 0.257±0.020a 0.155±0.009c
LN 0.035±0.015c 0.019±0.003b 0.055±0.017c 0.541±0.010a
LN/CK 0.16 0.58 0.21 3.49

图1

不同氮浓度处理下氮效率差异油菜种质氮吸收累积量比较 不同小写字母表示差异达5%显著水平,下同

表3

不同氮浓度处理下氮效率差异油菜种质氮含量和转运系数比较

种质编号
Germplasm number		 处理
Treatment		 地上部氮含量
Shoot N content (mg/g)		 根系氮含量
Root N content (mg/g)		 整株氮含量
Total N content (mg/g)		 转运系数
Transport coefficient
H6 CK 36.70±0.15a 50.48±0.01a 38.56±0.13a 0.72±0.01b
LN 14.91±0.05c 28.59±0.05b 18.98±0.05d 0.52±0.01c
LN/CK 0.40 0.56 0.49 0.72
L18 CK 36.49±0.34a 29.46±0.05b 35.58±0.28b 1.23±0.01a
LN 17.63±0.11b 46.05±0.52a 27.61±0.11c 0.38±0.01d
LN/CK 0.48 1.56 0.77 0.31

图2

不同氮浓度处理下氮效率差异油菜种质氮生理利用效率比较

表4

不同氮浓度处理下氮效率差异油菜种质根系干物质利用效率和氮利用效率比较

处理
Treatment		 种质编号
Germplasm
number		 根系干物质利用效率
Root dry matter
utilization (cm2/mg)		 根系氮利用效率
Root N utilization
(cm2/mg)
CK H6 1.24±0.43b 24.58±8.69c
L18 1.30±0.46b 43.40±15.34b
LN H6 1.56±0.55a 55.26±19.35a
L18 1.27±0.44b 27.59±9.75c
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