增氧对水稻根系生长与氮代谢的影响

doi:10.3969/j.issn.10017216.2012.03.010

中国水稻科学 ›› 2012, Vol. 26 ›› Issue (3): 320-324.DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2012.03.010

增氧对水稻根系生长与氮代谢的影响

徐春梅,王丹英,陈松,陈丽萍,章秀福^*

中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室，浙江杭州 310006;

收稿日期:2011-08-08 修回日期:2012-01-13 出版日期:2012-05-10 发布日期:2012-05-10
通讯作者: 章秀福*
基金资助:
浙江省自然科学基金资助项目（Y3100270）；国家科技支撑计划资助项目（2011BAD16B14）。

Effect of Aeration on Root Growth and Nitrogen Metabolism in Rice

XU Chunmei, WANG Danying, CHEN Song, CHEN Liping, ZHANG Xiufu^*

State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, China;

Received:2011-08-08 Revised:2012-01-13 Online:2012-05-10 Published:2012-05-10
Contact: ZHANG Xiufu*

摘要/Abstract

摘要： 以国稻6号(杂交籼稻)和秀水09(粳稻)为材料，在水培条件下研究通气增氧对水稻苗期根系生长和氮代谢的影响。结果表明，增氧处理水稻根系干物质积累量、根长、根体积、根系活力以及吸收面积较对照均有不同程度增加。水稻根系硝态氮（NO3N）含量、游离氨基酸和可溶性糖含量均增加。谷氨酸合成酶（GS）、谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性均增强。在本试验条件下，增氧能显著提高粳稻秀水09苗期根系氮代谢相关酶生理活性；但增氧对杂交籼稻国稻6号根系氮代谢相关酶生理活性影响不显著，说明通气增氧对水稻根系氮代谢生理活性的影响可能与水稻基因型有关。

关键词: 水稻, 增氧, 根系, 氮代谢

Abstract: In order to clarify the effects of aeration on root nitrogen metabolism in rice seedling, root growth, the activities of glutamine synthetase (GS), glutamic acidpyruvic acid transaminase (GPT), glutamic acid oxaloacetate transaminase (GOT), the contents of nitrate (NO3N), free amino acids and sugar content in root were investigated under continous aeration treatment in hydroponics with indica hybrid rice combination Guodao 6 and japonica Xiushui 09 as material. The results showed that rice seedlings grown in oxygenation solutions had higher root dry matter, longer root length, stronger root activity and larger root absorption area, compared with the control. In addition, the contents of nitrate, soluble sugar, root vigor, the activities of GS, GOT and GPT of aerationtreated rice plants were higher than those of the control. The activities of enzymes involved in root nitrogen metabolism of “Xiushui 09” were enhanced by oxygenation. However, oxygenation had no significant influence on root nitrogen metabolism of Guodao 6, which suggested that oxygenation effect on rice root nitrogen metabolism might be genotypespecific.

Key words: rice , aeration, root physiology, nitrogen metabolism

中图分类号:

徐春梅,王丹英,陈松,陈丽萍,章秀福* . 增氧对水稻根系生长与氮代谢的影响[J]. 中国水稻科学, 2012, 26(3): 320-324.

XU Chunmei, WANG Danying, CHEN Song, CHEN Liping, ZHANG Xiufu*. Effect of Aeration on Root Growth and Nitrogen Metabolism in Rice[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2012, 26(3): 320-324.

参考文献

\[1\]孙静文, 陈温福, 臧春明等 .水稻根系研究进展.沈阳农业大学学报, 2002, 33（6）： 466470.

\[2\]叶全宝, 张洪, 戴其根, 等.施氮水平和栽插密度对水稻生育后期硝酸还原酶活性的影响.植物生理学通讯, 2005, 41（1）： 4144.

\[3\]李常健, 林清华, 张触福.高等植物谷氨酰胺合成酶研究进展.生物学杂志, 2001, 18（4）： 13.

\[4\]Schiefelbein J W, Benfy P N.The development of plant root:New approaches to underground problem. Plant Cell, 1991, 3: 11471154.

\[5\]Williamson L C, Ribrioux S P C P, Fittter A H, et al.Phosphate availability regulates root system architecture in Arbidopsis. Plant Physiol, 2001, 126, 875882.

\[6\]Thaler P, Pages L.Modeling the influence of assimilate availability on root growth and architecture.Plant Soil, 1998, 201: 307320.

\[7\]凌启鸿, 陆卫平. 水稻不同层次根系的功能及对产量形成作用的研究.中国农业科学, 1984（5）： 39.

\[8\]石庆华, 黄英金, 李木英, 等.水稻根系性状与地上部的相关及根系性状的遗传研究.中国农业科学, 1997, 30（4）： 6167.

\[9\]Karrou M.Response of wheat cultivars to different soil nitrogen and moisture region: Ⅰ. Dry matter partitioning and root growth. J Plant Nutri, 1994, 17(5): 729744.

\[10\] Mian M A R, Nafziger E D, Kolb F L, et al. Root size and distribution of fieldgrown wheat genotypes.Crop Sci, 1994, 34(3): 810812.

\[11\]Gibbs J, Greenway H. Mechanisms of anoxia tolerance in plants: Ⅰ. Growth, survival and anaerobic catabolism. Funct Plant Biol, 2003, 30, 147.

\[12\]Morard P, Lacoste L, Silvestre J. Effect of oxygen deficiency on mineral nutrition of excised tomato roots. J Plant Nutr, 2004, 27: 613624.

\[13\]刚爽, 王敬国, 杨亮, 等.氮素用量对寒地水稻氮代谢关键酶活性的影响.农业现代化研究, 2010, 31（2）： 224227.

\[14\]Scheibl W R, Morcuende R, Czechowshi T, et al．Genomewide reprogramming of primary and secondary metabolism, protein synthesis, cellular growth processes, and the regulatory infrastructure of Arabidopsis in response to nitrogen．Plant Physiol, 2004, 136： 24832499

\[15\]李雪梅, 朱长甫, 苗以农, 等. 大豆发育过程中不同部位的硝态氮含量和硝酸还原酶活力变化.植物生理学通讯, 1993, 29（4）： 263265.

\[16\]宁书菊, 窦慧娟, 陈晓飞, 等. 水稻生育后期根系氮代谢生理活性变化的研究. 中国生态农业学报, 2009, 17（5）： 506511.

\[17\]赵锋, 徐春梅, 张卫健, 等. 根际溶氧量与氮素形态对水稻根系特征及氮素积累的影响. 中国水稻科学, 2011, 25（2）： 195200.

\[18\]乔富廉. 植物生理学试验分析测定技术. 北京: 中国农业科学技术出版社， 2002.

\[19\]邹琦.植物生理学试验指导.北京：中国农业出版社, 2000.

\[20\]吴良欢, 蒋式洪, 陶亲南.植物转氨酶活度比色测定方法及其应用.土壤通报, 1998, 29（3）： 136138.

\[21\]Akira Y. The root system: A dynamic integration of components differing in morphology and function. Proceeding of the 6th Symposium of the International Society of Root Research. November 1115, 2001. Nagoya, Japan: 23.

\[22\]Pezeshki S R. Spartina patens to rhizophere oxygen deficiency. Acta Ecol, 1996, 17(5): 365378.

\[23\]Armstrong J, Armstrong W. Rice: Sulphideinduced barriers to root radial oxygen loss, Fe2+ and water uptake, and lateral root emergence. Anna Bot, 2005, 96: 625638.

\[24\]Malik A I, Colmer T D, Lambers H, et al. Aerenchyma formation and radial O2 loss along adventitious roots of wheat with only the apical root portion exposed to O2 deficiency. Plant, Cell & Envirn, 2003, 26: 17131722.

\[25\]Mcdonald M P, Galwey N W, Colmer T D. Similarity and diversity in adventitious root anatomy as related to root aeration among a range of wetland and dryland grass species. Plant, Cell & Envirn, 2002, 25: 441451.

\[26\]邓丹, 吴可为, 邓泓.根区通氧状况对水稻幼苗生长及吸收隔的影响.生态学报， 2009, 29（5）： 25202526.

\[27\]徐芬芬, 曾晓春, 石庆华, 等.不同灌溉方式对水稻根系生长的影响.干旱地区农业研究, 2007, 25（1）： 102104.

\[28\]Liesack W, Schnell S, Revsbech N P. Microbiology of flooded rice paddies. FEMS Microbiol Rev, 2000, 24: 625645.

\[29\]段英华, 张亚丽, 沈其荣．水稻根际的硝化作用与水稻的硝态氮营养．土壤学报, 2004, 41(5)： 803809.

\[30\]Becker T W, Carrayol E, Hirel B.Glutamine synthetase and glutamate dehydrogenase isoforms in maiza leaves:Localization, relative proportion and their role in ammonium assililation or nitrogen transport.Plant, 2000, 211: 800806.

\[31\]王月福, 姜东, 于振文, 等.氮素水平对小麦籽粒产量和蛋白质含量的影响及其生理基础.中国农业科学, 2003, 36： 513520.

\[32\]沈同, 王镜岩.生物化学（下）.北京：高等教育出版社, 1991：222226.

[1]	任志奇, 薛可欣, 董铮, 李小湘, 黎用朝, 郭玉静, 刘文强, 郭梁, 盛新年, 刘之熙, 潘孝武. 水稻外卷叶突变体ocl1的鉴定及基因定位[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(4): 337-346.
[2]	肖乐铨, 李雷, 戴伟民, 强胜, 宋小玲. 转cry2A/bar*基因水稻与杂草稻杂交后代的苗期生长特性[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(4): 347-358.
[3]	李刚, 高清松, 李伟, 张雯霞, 王健, 程保山, 王迪, 高浩, 徐卫军, 陈红旗, 纪剑辉. 定向敲除SD1基因提高水稻的抗倒性和稻瘟病抗性[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(4): 359-367.
[4]	汪胜勇, 陈宇航, 陈会丽, 黄钰杰, 张啸天, 丁双成, 王宏伟. 水稻减数分裂期高温对苯丙烷类代谢及下游分支代谢途径的影响[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(4): 368-378.
[5]	董立强, 杨铁鑫, 李睿, 商文奇, 马亮, 李跃东, 隋国民. 株行距配置对超高产田水稻产量及根系形态生理特性的影响[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(4): 392-404.
[6]	韩聪, 何禹畅, 吴丽娟, 郏丽丽, 王磊, 鄂志国. 水稻碱性亮氨酸拉链(bZIP)蛋白家族功能研究进展[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(4): 436-448.
[7]	沈雨民, 陈明亮, 熊焕金, 熊文涛, 吴小燕, 肖叶青. 水稻内外稃异常发育突变体blg1 (beak like grain 1)的表型分析与精细定位[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 225-232.
[8]	段敏, 谢留杰, 高秀莹, 唐海娟, 黄善军, 潘晓飚. 利用CRISPR/Cas9技术创制广亲和水稻温敏雄性不育系[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 233-243.
[9]	程玲, 黄福钢, 邱一埔, 王心怡, 舒宛, 邱永福, 李发活. 籼稻材料570011抗褐飞虱基因的遗传分析及鉴定[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 244-252.
[10]	王文婷, 马佳颖, 李光彦, 符卫蒙, 李沪波, 林洁, 陈婷婷, 奉保华, 陶龙兴, 符冠富, 秦叶波. 高温下不同施肥量对水稻产量品质形成的影响及其与能量代谢的关系分析[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 253-264.
[11]	刘嫒桦, 李小坤. 不同肥料施用与稻米品质关系的整合分析[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 276-284.
[12]	杨晓龙, 王彪, 汪本福, 张枝盛, 张作林, 杨蓝天, 程建平, 李阳. 不同水分管理方式对旱直播水稻产量和稻米品质的影响[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 285-294.
[13]	魏晓东, 宋雪梅, 赵凌, 赵庆勇, 陈涛, 路凯, 朱镇, 黄胜东, 王才林, 张亚东. 硅锌肥及其施用方式对南粳46产量和稻米品质的影响[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 295-306.
[14]	林聃, 江敏, 苗波, 郭萌, 石春林. 水稻高温热害模型研究及其在福建省的应用[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 307-320.
[15]	郑承梅, 孙金秋, 刘梦杰, 杨永杰, 陆永良, 郭怡卿, 唐伟. 水稻田糠稷种子萌发和出苗特性及化学防除药剂筛选[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(3): 321-328.

增氧对水稻根系生长与氮代谢的影响

Effect of Aeration on Root Growth and Nitrogen Metabolism in Rice

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