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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

作　者: 荣湘民
导　师: 刘强
学　校: 湖南农业大学
专　业: 植物学
关键词: 水稻玉米植物氮代谢调节剂氮代谢关键酶蛋白质
分类号: S513
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

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;

全文目录

前言  14-30
  1 研究的目的和意义  14-15
  2 国内外研究进展  15-28
    2.1 植物生长调节剂的概念  15
    2.2 植物生长调节剂对水稻、玉米种子萌发、苗期生长的影响  15-17
    2.3 植物生长调节剂对水稻、玉米大田生长与产量的影响  17-20
    2.4 植物生长调节剂对水稻、玉米氮素代谢和籽粒蛋白质含量的影响  20-21
    2.5 植物生长调节剂对水稻、玉米抗逆性的影响  21-24
    2.6 植物生长调节剂对水稻、玉米内源激素含量的影响  24-25
    2.7 植物生长调节剂施用条件的研究  25-27
    2.8 氮在植物体内的同化与转运  27-28
    2.9 存在的问题及发展趋势  28
  3 研究内容  28-29
  4 技术路线  29-30
第一章植物氮代谢调节剂的筛选研究  30-44
  1 材料与方法  30-34
    1.1 供试材料  30
    1.2 试验设计与管理  30-31
    1.3 取样时期  31
    1.4 测定方法  31-33
    1.5 测定次数与多重比较方法  33-34
  2 结果与分析  34-42
    2.1 新型植物氮代谢调节剂对水稻功能叶、茎鞘中氮的贮存、转运的影响  34-36
    2.2 新型植物氮代谢调节剂对水稻功能叶、籽粒中与氮代谢有关的关键酶活性的影响  36-39
    2.3 新型植物氮代谢调节剂对水稻籽粒氮的累积、糙米蛋白质含量及蛋白质产量的影响  39-42
  3 讨论  42-44
第二章新型植物氮代谢调节剂不同配方对水稻氮代谢的影响研究  44-54
  1 材料与方法  44-45
    1.1 供试材料  44
    1.2 试验设计与管理  44
    1.3 取样时期  44-45
    1.4 测定方法与统计分析方法  45
  2 结果与分析  45-52
    2.1 调节剂不同配方对水稻功能叶和茎鞘中氮的贮存、转运的影响  45-47
    2.2 调节剂不同配方对水稻功能叶、籽粒中与氮代谢有关的关键酶活性的影响  47-50
    2.3 调节剂不同配方对水稻籽粒氮的累积、糙米蛋白质含量及蛋白质产量的影响  50-52
  3 讨论  52-54
第三章新型植物氮代谢调节剂不同浓度对水稻籽粒、糙米氮含量和籽粒蛋白质产量的影响研究  54-59
  1 材料与方法  54-55
    1.1 供试材料  54
    1.2 试验设计与管理  54-55
    1.3 取样时期  55
    1.4 测定方法  55
  2 结果与分析  55-58
    2.1 水稻籽粒的全氮、蛋白氮的累积特征  55-56
    2.2 水稻糙米的全氮、蛋白氮含量比较  56-57
    2.3 水稻籽粒蛋白质产量比较  57-58
  3 讨论  58-59
第四章新型植物氮代谢调节剂在不同土壤上水稻的施用效果研究  59-67
  1 材料与方法  59-60
    1.1 供试材料  59
    1.2 试验设计与管理  59-60
    1.3 取样时期  60
    1.4 测定方法  60
  2 结果与分析  60-66
    2.1 水稻籽粒氮素累积特性  60-61
    2.2 调节剂对水稻糙米全氮和蛋白氮含量的影响  61-63
    2.3 糙米的氨基酸组成比较  63-65
    2.4 水稻籽粒的蛋白质产量比较  65-66
  3 讨论  66-67
第五章新型植物氮代谢调节剂在大田上水稻的施用效果研究  67-70
  1 材料与方法  67-68
    1.1 供试材料  67
    1.2 试验设计与管理  67-68
  2 结果与分析  68
    2.1 调节剂对水稻产量、糙米全氮与蛋白氮含量及籽粒蛋白质产量的影响  68
  3 讨论  68-70
第六章新型植物氮代谢调节剂不同配方对玉米氮代谢的影响研究  70-78
  1 材料与方法  70-71
    1.1 供试材料  70-71
    1.2 试验设计与管理  71
    1.3 测定项目和方法  71
  2 结果与分析  71-76
    2.1 调节剂不同配方对玉米功能叶、茎杆中氮的贮存、转运的影响  71-72
    2.2 调节剂不同配方对玉米功能叶、籽粒中氮代谢关键酶活性的影响  72-75
    2.3 调节剂不同配方对玉米籽粒全氮、蛋白氮含量及籽粒产量、蛋白质产量的影响  75-76
  3 讨论  76-78
第七章新型植物氮代谢调节剂不同浓度对玉米籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量的影响研究  78-83
  1 材料与方法  78-79
    1.1 供试材料  78
    1.2 试验设计与管理  78-79
    1.3 测定方法  79
  2 结果与分析  79-82
    2.1 调节剂不同浓度对玉米穗粒数、百粒重与籽粒产量的影响  79-80
    2.2 喷施调节剂不同浓度对玉米籽粒全氮、蛋白氮含量的影响  80-81
    2.3 新型调节剂不同浓度对玉米籽粒蛋白质产量的影响  81-82
  3 讨论  82-83
第八章结论  83-87
  1 全文小结  83-85
    1.1 植物氮代谢调节剂的筛选研究  83
    1.2 新型植物氮代谢调节剂不同配方对水稻氮代谢的影响研究  83-84
    1.3 新型植物氮代谢调节剂不同浓度对水稻籽粒、糙米氮含量和籽粒蛋白质产量的影响研究  84
    1.4 新型植物氮代谢调节剂在不同土壤上水稻的施用效果研究  84
    1.5 新型植物氮代谢调节剂在大田上水稻的施用效果研究  84-85
    1.6 新型植物氮代谢调节剂不同配方对玉米氮代谢的影响研究  85
    1.7 新型植物氮代谢调节剂不同浓度对玉米籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量的影响研究  85
  2 创新点  85-86
    2.1 研创出2种新型水稻氮代谢调节剂与1种新型玉米氮代谢调节剂，并提出了其合理的施用方法  85
    2.2 探明了新型植物氮代谢调节剂在水稻、玉米上的作用效果  85
    2.3 阐明了新型植物氮代谢调节剂在水稻、玉米上的作用机理  85-86
  3 前景与展望  86-87
参考文献  87-98
缩写词表  98-99
致谢  99-100
作者简介  100-102

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

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