低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响

摘要：

[目的]研究短期低氧胁迫对水稻幼苗根系生长、呼吸功能和氮代谢的影响,探讨短期低氧胁迫影响水稻幼苗根系形态、分蘖、生物量的积累、根系呼吸强度以及氮代谢的生理机制,并分析低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响,为探明低氧胁迫对水稻幼苗的伤害及其保护机制奠定基础.[方法]正式试验于2015年在中国水稻研究所网室进行.采用国际水稻研究所营养液配方进行水培试验,以春优84和秀水09为材料,移栽行间距为20 cm,移栽7d后利用在线溶氧仪设定2个氧浓度:低氧(0-1 mg·L-1)和对照(常规水培,不进行氧调节,水稻在自然状态下生长),处理时间为12d.采用便携式溶氧仪(HACHHQ30d,美国)测定营养液中溶氧量.处理后每隔3d测定分析根系活力、呼吸强度、氮代谢相关酶活性.处理结束时取样测定分析株高、分蘖、叶绿素含量、根系形态和干物重等指标.[结果]短期低氧胁迫处理抑制水稻幼苗的生长.处理结束时,秀水09分蘖数、干物质的积累量分别比对照降低20.0％和7.78％.春优84分蘖数和干物质积累量分别比对照降低15.38％和6.28％.2品种根系体积以及粗根(根系直径＞0.8 mm部分的根量)、细根(活性根,根系直径0.05-0.1 mm)根量也低于对照.叶片叶绿素含量、根系氮素吸收量以及可溶性蛋白质含量也受到低氧胁迫的抑制.秀水09各项指标分别比对照减少6.67％、15.11％和10.86％,春优84各项指标分别比对照减少5.18％、13.25％和6.67％,且秀水09的各项指标的减少量均大于春优84,说明秀水09对低氧胁迫较为敏感.2个品种的株高受低氧胁迫的诱导,秀水09比对照增加7.98％,春优84比对照增加3.30％.短期低氧胁迫对水稻幼苗根系呼吸强度的影响表现为抑制-促进-抑制,随处理时间的延长抑制作用会降低.根系活力的变化趋势同根系呼吸强度一致.水稻幼苗根系硝酸还原酶(NR)活性受低氧胁迫的诱导;根系谷氨酰胺合成酶(GS)活性在低氧胁迫0-6 d时受其诱导,9-12 d时受其抑制;低氧胁迫对水稻根系谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的影响和品种有关,秀水09表现为促进-抑制,春优84则为抑制-促进-抑制.短期低氧胁迫处理抑制水稻幼苗的生长.[结论]水稻幼苗可以通过呼吸消耗、氮代谢相关途径的改变,减轻低氧胁迫的伤害,从而维持其在低氧逆境下生存.

关键词：水稻、低氧胁迫、根系活力、氮代谢、酶活性

所属期刊栏目：49

分类号：S66-33;S512.1;Q945.78

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;浙江省自然科学基金

在线出版日期：2016-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1625-1634