不同氮高效玉米品种对氮素的吸收转运和代谢研究

为研究不同氮高效型品种的氮素代谢调控机制,本试验以高氮高效型玉米品种先玉335和低氮高效型玉米品种京农科728为试材,设置5个施氮水平120、180、240、300、360 kg·hm-2,以本地大田生产施氮量360 kg·hm-2为对照(NCK),探讨不同基因型玉米植株氮素转运、氮代谢关键酶活性和关键酶基因表达对减施氮肥的响应特征.结果 表明,当施氮量为240～300 kg·hm-2时,先玉335各生育时期氮含量较高,平均产量达到较高水平;当施氮量为180～240 kg·hm-2时,京农科728各生育时期氮含量较高,平均产量达到较高水平.在低氮条件下,相较于先玉335,京农科728的硝酸还原酶(NR)、亚硝酸盐还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、天冬酰胺合成酶(AS)均可保持较高的活性.相较于拔节期,京农科782在大喇叭口期的NR基因相对表达量显著上调;大喇叭口至灌浆期,两品种的GOGAT1和GO GA T2基因均显著上调;抽雄吐丝和灌浆期,京农科728中的GS1-3基因相对表达量显著上调;灌浆期,先玉335的GS1-3基因表达量显著上调.相较于拔节期,在其他生育期,两品种的GS1-4基因相对表达量均显著下调.相较于拔节期,京农科728在灌浆期的AS1和AS3基因相对表达量显著上调.相较于其他各生育时期,先玉335在拔节期的AS1基因显著上调.本研究结果证明了氮代谢关键酶基因对不同氮高效型品种的氮素吸收调控存在显著差异.本研究为了解不同氮高效型品种的氮素吸收调控特征提供了理论依据.