油菜氮高效種質(zhì)的篩選及其生理機制的初步研究.pdf

1、油菜是一種用途廣、經(jīng)濟價值高、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100份油菜種質(zhì)進行苗期初篩，獲得可能氮高效、可能氮低效的種質(zhì)各5份。并對初篩種質(zhì)進行全生育期復篩，復篩設兩個氮水平，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。在此基礎上，采用水培方法對高、低效種質(zhì)進行苗期培養(yǎng)，設低氮脅迫(8.40 mg/L)和正常供氮(84.00 mg/L)，研究分析了高、低效種質(zhì)氮吸收利用相關的指標，并對油菜氮高效的生理機制做了初步探討。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篩的土培試驗，獲得甘藍型油菜氮高效和氮低效的種質(zhì)各一個。 2.苗期初篩發(fā)現(xiàn)，在低

3、氮脅迫和正常供氮時，植株氮累積量和氮利用指數(shù)均與地上部干物重達極顯著正相關，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：苗期篩選時，相對地上部干物重可作為油菜氮高效的可靠指標，相對地上部氮累積量可作為輔助指標，相對利用指數(shù)只可以作為參考指標；全生育期復篩時，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。苗期初篩的結(jié)果與全生育期復篩的結(jié)果達極顯著

4、正相關，從而驗證了兩步篩選法及其篩選指標在油菜氮高效種質(zhì)的篩選中是可行的。 4.對初篩油菜種質(zhì)各生育期的干物質(zhì)積累量進行研究，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)積累動態(tài)表現(xiàn)為：苗期最少，隨著生育期進程，積累逐漸增加，至成熟期達最大值，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)積累量均達極顯著差異，高、低效種質(zhì)差異較大。高效種質(zhì)51號

5、在低氮脅迫和正常供氮時各生育期的干物質(zhì)積累量均很高，低效種質(zhì)88號在低氮脅迫下各生育期的干物質(zhì)積累量均很低。 5.對初篩油菜種質(zhì)各生育期的氮累積量進行研究，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，其動態(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)的氮累積量均達極顯著差異。高效種質(zhì)51號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。 6.對初篩油菜種質(zhì)各生育期的氮的利用進行研究，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。而成熟期NUEg卻低于低效種質(zhì)88號。 7．對初篩油菜種質(zhì)各生育期含氮量和轉(zhuǎn)運系數(shù)進行研究，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。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)運利用存在種質(zhì)問差異。高效種質(zhì)51號在各生育期均表現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)運效率。 8.通過研究與油菜氮的吸收、利用和轉(zhuǎn)運有關的生理生化指標，推導油菜氮高效的機理為：低氮脅迫下，高效種質(zhì)具有較發(fā)達的根系形態(tài)(較長的主根長、較大的根體積)和根系活力(較強的根活力、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)和具有較強的氮轉(zhuǎn)運能力(高效種質(zhì)