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硝普钠添加对碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的影响
1
作者
闵炜芳
方晶莹
+4 位作者
石亚飞
摆小蓉
舍杨梦斐
田浩天
罗成科
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期934-947,共14页
【目的】施加外源硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)可有效缓解水稻碱胁迫伤害。本研究通过比较不同碱敏感性水稻品种萌发及碳氮代谢相关指标的差异,探讨碱胁迫下外源SNP添加对萌发期水稻碳氮代谢的影响,为盐碱地水稻种植提供参考。【...
【目的】施加外源硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)可有效缓解水稻碱胁迫伤害。本研究通过比较不同碱敏感性水稻品种萌发及碳氮代谢相关指标的差异,探讨碱胁迫下外源SNP添加对萌发期水稻碳氮代谢的影响,为盐碱地水稻种植提供参考。【方法】以碱敏感品种中花11(ZH11)和耐碱品种宁粳52(NG52)为试验材料,在混合碱胁迫[alkali stress(AS),即20 mmol/L CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)等比例混合液,pH 10.50]下,设置不同SNP浓度(0、10、30、50、70、100μmol/L)浸种处理,通过测定萌发期关键生长指标,以筛选SNP最适浓度。结果显示碱胁迫下不同浓度外源SNP影响了水稻萌发,其中,30μmol/L SNP处理显著增加了水稻的发芽指数,促进了水稻萌发。进一步设置CK(control)、SNP(30μmol/L)、AS(20 mmol/L)、AS+SNP(20 mmol/L AS+30μmol/L SNP)4个处理,分析它们对萌发期碱敏感差异水稻碳氮代谢的影响。【结果】1)在碳代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理下ZH11和NG52中蔗糖含量显著降低。其中,NG52中蔗糖含量显著低于ZH11,而其蔗糖合成基因(OsNIN1)和葡萄糖合成基因(OsSPS1、OsSPS11)的表达量显著高于ZH11。2)在氮代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理显著增加了2个品种中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮含量,硝酸还原酶、S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR2、OsGSNOR1基因表达,降低了NO3-和氧化型谷胱甘肽含量,提高了脯氨酸水平。其中,NG52中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮、脯氨酸、氧化型谷胱甘肽含量,S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR1.2、OsGSNOR1的表达量均显著高于ZH11。3)相关分析和主成分分析结果显示,葡萄糖和蔗糖合成酶基因(OsNIN1)分别与苹果酸、柠檬酸、脯氨酸和一氧化氮呈显著正相关,葡萄糖、果糖、一氧化氮、亚硝基谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽可能是影响碳氮代谢相互协调的关键指标。【结论】施加30μmol/L SNP可促进碱胁迫下水稻体内蔗糖分解和有机酸的积累,增强硝酸还原酶和S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性,提高有机氮含量,促进碳代谢向氮代谢转化,维持碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的正常进行。
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关键词
水稻
萌发期
碱胁迫
硝普纳
碳氮代谢
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职称材料
不同碱敏感水稻品种根系对碱胁迫的生理响应策略
被引量：
14
2
作者
路旭平
李芳兰
+4 位作者
马晓娟
景盼盼
罗成科
田蕾
李培富
《中国生态农业学报（中英文）》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期1171-1184,共14页
为明确碱敏感和耐碱水稻品种幼苗根系响应碱胁迫的生理差异和应对策略,本试验以碱敏感水稻品种‘中花11’和耐碱品种‘宁粳52’为材料,将两种碱性盐(NaHCO_(3)和Na_(2)CO_(3))按照不同摩尔比混合,设3个碱浓度水平(10 mmol·L^(–1)...
为明确碱敏感和耐碱水稻品种幼苗根系响应碱胁迫的生理差异和应对策略,本试验以碱敏感水稻品种‘中花11’和耐碱品种‘宁粳52’为材料,将两种碱性盐(NaHCO_(3)和Na_(2)CO_(3))按照不同摩尔比混合,设3个碱浓度水平(10 mmol·L^(–1)、20 mmol·L^(–1)和30 mmol·L^(–1))和3个pH水平(8.65、9.55和10.50),模拟出9种碱胁迫环境,研究碱胁迫对供试水稻幼苗根系生长和相关抗逆生理指标的影响;并用逐步回归分析建立最优回归方程,进而筛选出不同胁迫程度下不同水稻品种响应碱胁迫的关键指标。结果表明:1)碱胁迫条件下‘中花11’的根系生长特征(根系总长度、根系总表面积、根系平均直径、根体积)和根系活力降幅大于‘宁粳52’,根系脂氧合酶(LOX)活性、丙二醛(MDA)含量、活性氧(O×2-、H_(2)O_(2))含量均显著高于‘宁粳52’,而根系渗透调节物质[可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)和游离脯氨酸(Pro)]含量、抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)]活性、还原型抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量增幅均低于‘宁粳52’。2)在‘中花11’中,20C(碱浓度为20 mmol·L^(–1),pH 10.50)处理下根系平均直径、根系活力低于30A(碱浓度为30 mmol·L^(–1),pH 8.65)处理,MDA含量、LOX活性、O2×-产生速率、H_(2)O_(2)含量显著高于30A处理,即高pH低碱浓度对水稻的伤害大于低pH高碱浓度引起的伤害。3)冗余(RDA)分析表明Na+和pH的增加与供试水稻各生长指标的升高呈负相关,与抗逆生理指标的升高呈正相关。4)逐步回归分析表明,ASA、SS和H_(2)O_(2)含量是‘中花11’响应碱胁迫较为敏感的指标;根系平均直径、根系总表面积、根系活力、Pro、SS、SOD、POD和GSH是‘宁粳52’响应碱胁迫较为敏感的指标。综上,碱浓度和pH胁迫均影响了供试水稻根系生长特征和生理特性,在碱化土壤中栽培水稻需要同时考虑碱分组成和pH的影响,不同水稻品种在抵御碱胁迫时会启动不同的防御策略。
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关键词
水稻
碱胁迫
PH
根系
生长
生理
响应策略
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职称材料
题名
硝普钠添加对碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的影响
1
作者
闵炜芳
方晶莹
石亚飞
摆小蓉
舍杨梦斐
田浩天
罗成科
机构
宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室
出处
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期934-947,共14页
基金
宁夏自然科学基金项目(2023AAC03144)
宁夏科技创新团队项目(2022BSB03109)
宁夏大学大学生创新创业训练计划项目(S202310749101)。
文摘
【目的】施加外源硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)可有效缓解水稻碱胁迫伤害。本研究通过比较不同碱敏感性水稻品种萌发及碳氮代谢相关指标的差异,探讨碱胁迫下外源SNP添加对萌发期水稻碳氮代谢的影响,为盐碱地水稻种植提供参考。【方法】以碱敏感品种中花11(ZH11)和耐碱品种宁粳52(NG52)为试验材料,在混合碱胁迫[alkali stress(AS),即20 mmol/L CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)等比例混合液,pH 10.50]下,设置不同SNP浓度(0、10、30、50、70、100μmol/L)浸种处理,通过测定萌发期关键生长指标,以筛选SNP最适浓度。结果显示碱胁迫下不同浓度外源SNP影响了水稻萌发,其中,30μmol/L SNP处理显著增加了水稻的发芽指数,促进了水稻萌发。进一步设置CK(control)、SNP(30μmol/L)、AS(20 mmol/L)、AS+SNP(20 mmol/L AS+30μmol/L SNP)4个处理,分析它们对萌发期碱敏感差异水稻碳氮代谢的影响。【结果】1)在碳代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理下ZH11和NG52中蔗糖含量显著降低。其中,NG52中蔗糖含量显著低于ZH11,而其蔗糖合成基因(OsNIN1)和葡萄糖合成基因(OsSPS1、OsSPS11)的表达量显著高于ZH11。2)在氮代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理显著增加了2个品种中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮含量,硝酸还原酶、S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR2、OsGSNOR1基因表达,降低了NO3-和氧化型谷胱甘肽含量,提高了脯氨酸水平。其中,NG52中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮、脯氨酸、氧化型谷胱甘肽含量,S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR1.2、OsGSNOR1的表达量均显著高于ZH11。3)相关分析和主成分分析结果显示,葡萄糖和蔗糖合成酶基因(OsNIN1)分别与苹果酸、柠檬酸、脯氨酸和一氧化氮呈显著正相关,葡萄糖、果糖、一氧化氮、亚硝基谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽可能是影响碳氮代谢相互协调的关键指标。【结论】施加30μmol/L SNP可促进碱胁迫下水稻体内蔗糖分解和有机酸的积累,增强硝酸还原酶和S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性,提高有机氮含量,促进碳代谢向氮代谢转化,维持碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的正常进行。
关键词
水稻
萌发期
碱胁迫
硝普纳
碳氮代谢
Keywords
rice
germination
alkali stress
sodium nitroprusside
carbon and nitrogen metabolism
分类号
S511 [农业科学—作物学]
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职称材料
题名
不同碱敏感水稻品种根系对碱胁迫的生理响应策略
被引量：
14
2
作者
路旭平
李芳兰
马晓娟
景盼盼
罗成科
田蕾
李培富
机构
宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室
出处
《中国生态农业学报（中英文）》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期1171-1184,共14页
基金
国家自然科学基金项目(32060425,31560297)
宁夏自然科学基金项目(2020AAC03095)资助~~
文摘
为明确碱敏感和耐碱水稻品种幼苗根系响应碱胁迫的生理差异和应对策略,本试验以碱敏感水稻品种‘中花11’和耐碱品种‘宁粳52’为材料,将两种碱性盐(NaHCO_(3)和Na_(2)CO_(3))按照不同摩尔比混合,设3个碱浓度水平(10 mmol·L^(–1)、20 mmol·L^(–1)和30 mmol·L^(–1))和3个pH水平(8.65、9.55和10.50),模拟出9种碱胁迫环境,研究碱胁迫对供试水稻幼苗根系生长和相关抗逆生理指标的影响;并用逐步回归分析建立最优回归方程,进而筛选出不同胁迫程度下不同水稻品种响应碱胁迫的关键指标。结果表明:1)碱胁迫条件下‘中花11’的根系生长特征(根系总长度、根系总表面积、根系平均直径、根体积)和根系活力降幅大于‘宁粳52’,根系脂氧合酶(LOX)活性、丙二醛(MDA)含量、活性氧(O×2-、H_(2)O_(2))含量均显著高于‘宁粳52’,而根系渗透调节物质[可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)和游离脯氨酸(Pro)]含量、抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)]活性、还原型抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量增幅均低于‘宁粳52’。2)在‘中花11’中,20C(碱浓度为20 mmol·L^(–1),pH 10.50)处理下根系平均直径、根系活力低于30A(碱浓度为30 mmol·L^(–1),pH 8.65)处理,MDA含量、LOX活性、O2×-产生速率、H_(2)O_(2)含量显著高于30A处理,即高pH低碱浓度对水稻的伤害大于低pH高碱浓度引起的伤害。3)冗余(RDA)分析表明Na+和pH的增加与供试水稻各生长指标的升高呈负相关,与抗逆生理指标的升高呈正相关。4)逐步回归分析表明,ASA、SS和H_(2)O_(2)含量是‘中花11’响应碱胁迫较为敏感的指标;根系平均直径、根系总表面积、根系活力、Pro、SS、SOD、POD和GSH是‘宁粳52’响应碱胁迫较为敏感的指标。综上,碱浓度和pH胁迫均影响了供试水稻根系生长特征和生理特性,在碱化土壤中栽培水稻需要同时考虑碱分组成和pH的影响,不同水稻品种在抵御碱胁迫时会启动不同的防御策略。
关键词
水稻
碱胁迫
PH
根系
生长
生理
响应策略
Keywords
Rice
Alkali stress
pH
Root system
Growth
Physiological
Response strategy
分类号
S511 [农业科学—作物学]
S332 [农业科学—作物遗传育种]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
硝普钠添加对碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的影响
闵炜芳
方晶莹
石亚飞
摆小蓉
舍杨梦斐
田浩天
罗成科
《植物营养与肥料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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下载PDF
职称材料
2
不同碱敏感水稻品种根系对碱胁迫的生理响应策略
路旭平
李芳兰
马晓娟
景盼盼
罗成科
田蕾
李培富
《中国生态农业学报（中英文）》
CAS
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北大核心
2021
14
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