不同氮效率油菜SPS和PEPC活性差异及其对籽粒产量与油分含量的影响

• 作者: 余佳玲 宋海星 官春云 廖琼 张振华 谢桂先
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 学科: 农学
• 关键词: 油菜 SPS PEPC 碳氮代谢 籽粒油分
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 页码范围: 618-625
• 页数: 8页
• 分类号: S565.4.01
• 字数: 5843字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.14551

摘要

[目的]蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS)与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvatecarboxylase,PEPC)分别控制着植物体内的碳骨架向碳代谢和氮代谢的流转,影响作物的产量与品质.为探明氮高效油菜品种在高效利用氮素的同时协调籽粒蛋白与油分累积矛盾的机理,研究了不同氮效率油菜品种的SPS与PEPC活性差异及其对籽粒油分含量的影响.[方法]采用土培试验,以氮高效品种27号(H)与氮低效品种6号(L)为试验材料,在常氮(N)与低氮(S)条件下,研究不同氮效率油菜品种苗期到花期叶片与角果发育初期的角果、角果发育中期的角果皮与籽粒中SPS与PEPC活性变化及差异、生长后期碳素转运量与转运率以及收获期籽粒油分含量的差异.[结果]两种供氮水平下,氮高效品种27号的产量与籽粒油分含量均显著高于氮低效品种6号,品种优势明显;且氮高效品种27号苗期到花期叶片与角果发育初期的角果、角果发育中期的角果皮与籽粒中的SPS与PEPC活性均高于氮低效品种6号,两种供氮水平的规律相同,但是SPS与PEPC活性的比值(SPS/PEPC)却因生育期不同而异,营养生长期叶片中氮高效品种27号的SPS/PEPC高于氮低效品种6号,开花期品种间叶片SPS/PEPC相近,角果发育期主要生殖器官中的SPS/PEPC值氮高效品种反而低于氮低效品种.说明氮高效品种向碳代谢和氮代谢输送的碳骨架在全生育期均多于氮低效品种,而碳代谢对氮代谢的响应只在生育前期强于氮低效品种,生育后期则相反.碳素转运量与转运率、籽粒油分含量与产量也是氮高效品种大于氮低效品种,这可能为氮高效品种协调籽粒蛋白与油分累积矛盾的重要生理机制.供氮水平对上述各指标有不同的影响,籽粒产量、PEPC活性、碳素转运量及转运率以常氮处理高于低氮处理,而油分含量、SPS活性及SPS/PEPC以常氮处理低于低氮处理,但不改变以上指标的品种间差异.[结论]与氮低效品种相比,氮高效品种全生育期向碳、氮代谢均输送更多的碳骨架,这是氮高效品种缓解碳、氮代谢矛盾的重要前提;碳代谢对氮代谢的响应生育前期较高、生育后期较低,同时生育后期有更多营养器官的碳素转运到籽粒,也为油菜生育后期满足籽粒碳、氮代谢所需要的碳骨架,并协调籽粒油分与蛋白质含量的矛盾提供了条件.