硝态氮和细胞分裂素对玉米局部灌溉补偿生长的联合调控机制

基本信息
批准号:51709263
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:牛晓丽
学科分类:
依托单位:河南科技大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘祖贵,申孝军,宁东峰,赵犇,梁悦萍,李双
关键词:
硝态氮供应补偿生长局部灌溉玉米外源激素
结项摘要

Partial root-zone irrigation, which is an important measure of agricultural water-saving, has been widely adopted. The theoretical basis for benefits of partial root-zone irrigation is that plants can undergo compensatory growth. In other words, partial root-zone irrigation can maintain a higher level of plant growth rate compared to sufficient water supply, which may be attributed to the change of plant hormone induced by root nitrate absorption. In this study, the hydroponic experiment is conducted on maize seedlings grown in split-root containers, which consists of two treatment conditions: nitrate nitrogen addition to the roots and cytokinin (CKs) addition to the leaves. We first will explore effects of exogenous NO3- and CKs on maize growth, root hydraulic conductance, the contents of ABA, CKs and NO3- and related enzyme activity in roots, xylem sap and leaves. Based on the above research, the feedback regulation mechanism between CKs synthesis and NO3- absorption will be studied by statistical analysis of correlation analysis and path analysis. The mechanism of compensatory growth upon partial root-zone irrigation induced by root-absorbed NO3- and root-produced CKs will be investigated by studying growth-related factors, including the amount of ABA, CKs and NO3- and related enzyme activity in roots, xylem sap and leaves. The anticipated research results may be used to enrich and develop the theory of partial root-zone irrigation.

局部灌溉是有效的农业节水措施,植物补偿生长作用是其提出的重要理论依据,根系供应硝态氮后诱导的植物激素变化可能在作物补偿生长中扮演重要角色。本研究以玉米苗期为试验材料,采用控制条件下分根水培技术,在局部灌水条件下,运用根系供应硝态氮以及叶片喷施细胞分裂素(CKs)等手段,研究外源硝态氮和CKs供应对玉米生长状况、根系导水率以及根系、木质部汁液和叶片中脱落酸(ABA)、CKs和NO3-含量的影响,同时测定与CKs和NO3-合成转化有关酶活性。在上述研究的基础上,采用相关分析和通径分析等统计方法,探讨局部灌水条件下,内源CKs合成与根系吸收硝态氮之间的反馈调节作用;通过分析叶片和木质部汁液中ABA、CKs、NO3-含量和相关酶活性,揭示根系吸收的硝态氮和合成CKs对地上部补偿生长的调控机制,为丰富和发展局部灌溉理论提供重要依据。

项目摘要

局部灌溉是有效的农业节水措施,植物补偿生长作用是其提出的重要理论依据,根系供应硝态氮后诱导的植物激素变化可能在作物补偿生长中扮演重要角色。因此,本研究以玉米苗期为试验材料,采用控制条件下分根水培技术,运用根系供应硝态氮以及叶片喷施外源CKs等手段,研究了外源硝态氮和CKs对局部灌溉补偿生长的强化效应。并在此基础上,探索了根系吸收硝态氮对内源CKs的诱导作用以及内源CKs对硝态氮吸收能力的反馈调节机制,进一步揭示了硝态氮和CKs供应对局部灌溉补偿生长的联合调控机制,本研究对丰富和发展局部灌溉理论具有积极的意义。取得以下重要结果:(1)与局部恢复硝态氮供应相比,局部根区硝态氮亏缺1mM对玉米生长具有较高的补偿效应,并可显著提高氮素利用效率。(2)当根系局部供应硝态氮1mM13天时,更有利于强化局部-0.2MPa灌水处理的补偿生长效应,但根系补偿生长时间从3天时就开始发生。(3)前期亏水-0.2MPa后局部恢复供水条件下,均匀供应1mM硝态氮3天时玉米局部灌水的补偿生长效应开始发生,但在一定程度上会限制叶面积增大。(4)在局部-0.2MPa灌水基础上,叶片喷施CKs处理的地上部生物量和叶面积均较不喷施处理明显增大,地上部生长速率显著提高。(5)局部灌溉条件下,供应区根系吸收硝态氮后1天内诱导根系中CKs合成和转运,明显提高叶片中CKs含量,减少ABA和NO3-,9天时叶面积增大,13天时地上部生物量累积,表现出补偿效应。(6)当叶片中CKs累积到最佳水平,作为根系硝态氮饱和的信号来调节氮素吸收和转运,降低叶片中NO3-含量。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
3

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
4

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
5

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

DOI:
发表时间:2018

牛晓丽的其他基金

相似国自然基金

1

细胞分裂素对苹果根际硝态氮信号的转导研究

批准号:30571286
批准年份:2005
负责人:彭福田
学科分类:C1503
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
2

乙烯调控玉米硝态氮吸收转运的机制研究

批准号:31701367
批准年份:2017
负责人:叶德练
学科分类:C1310
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

硝态氮促进柑橘生长和镁素利用的分子生理机制

批准号:31801947
批准年份:2018
负责人:郭九信
学科分类:C1512
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于硝态氮淋失源头控制的华北春玉米施氮阈值研究

批准号:31701995
批准年份:2017
负责人:张亦涛
学科分类:C1513
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目