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新型植物氮代谢调节剂在水稻、玉米上的作用效果与机理研究

荣湘民  
【摘要】:水稻和玉米是低蛋白作物,提高低蛋白作物的蛋白质含量是育种与栽培专家长期以来的奋斗目标。为提高水稻、玉米籽粒的蛋白质含量,本文以水稻为供试作物,采用土培和田间小区试验进行了氮代谢调节剂的筛选、效果较好调节剂的合理配方、合理配方的适宜喷施浓度及其在不同土壤和大田上的施用效果等研究。以玉米为供试作物,采用田间小区试验进行了氮代谢调节剂的合理配方、合理配方的适宜喷施浓度等方面的研究,结果如下: 1.氮代谢调节剂可明显提高灌浆前、中期水稻功能叶的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)与转化酶及籽粒的GS活性,灌浆中、后期水稻功能叶的蛋白水解酶活性,灌浆期水稻功能叶与茎鞘中氮的转运量;除PGR1和PGR5处理外,其余氮代谢调节剂处理能显著提高水稻籽粒、糙米的全氮、蛋白氮含量和籽粒蛋白质产量。在5种调节剂中,以PGR4的效果最好,PGR3次之。PGR4处理糙米的蛋白氮含量比对照高1.41g·kg~(-1),相当于蛋白质含量提高8.39g·kg~(-1);籽粒蛋白质产量比对照增产14.3%。PGR3处理糙米的蛋白氮含量比对照高1.37g·kg~(-1),相当于蛋白质含量提高8.15g·kg~(-1);籽粒蛋白质产量比对照增产9.2%。 2.调节剂的合理配方能显著提高水稻籽粒、糙米的全氮、蛋白氮含量,显著增加水稻籽粒的蛋白质产量。水稻籽粒、糙米的蛋白氮含量的提高是由于调节剂合理配方处理能明显提高灌浆前、中期水稻功能叶的NR、GS活性和籽粒的GS活性,灌浆中、后期水稻功能叶的蛋白水解酶活性;显著增加灌浆期水稻功能叶、茎鞘中氮的转运量。调节剂A(PGR3)的配方中以PGRF3的效果最好,调节剂B(PGR4)的配方中以PGRF7的效果最好。PGRF7处理水稻糙米的蛋白氮含量比对照高3.80g·kg~(-1),相当于蛋白质含量提高22.61g·kg~(-1);籽粒蛋白质产量比对照增产17.9%。PGRF3处理水稻糙米的蛋白氮含量比对照高3.18g·kg~(-1),相当于蛋白质含量提高18.92g·kg~(-1);籽粒蛋白质产量比对照增产13.7%。 3.调节剂B(PGRF7)的三个浓度处理中以PGRC1处理水稻籽粒的蛋白质产量最高,与对照之间的差异达极显著水平;该处理水稻糙米的蛋白氮含量也与对照之间的差异达显著水平,且与另外2个浓度处理之间的差异不显著;


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