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华中农业大学作物养分管理团队在油菜营养生理研究上取得进展

发布时间:Mar 14, 2020         已有 人浏览

  华中农业大学作物营养办理研讨团队在Journal of Experimental Botany上宣布了题为“Nutrition-mediated cell and tissue-level anatomy triggers the covariation of leaf photosynthesis and leaf mass per area”的研讨论文,提醒了营养元素在优化叶片碳平衡和保持叶片高效光合上的效果。
  我国冬油菜栽培全体立地条件较差,土壤营养供给缺少、缺少品种多且程度高,简直一切的田块均需施用氮肥,需求施磷肥、钾肥和硼肥的面积分别为90%、70%和80%左右,氮磷钾硼肥合理施用是确保油菜高产稳产的要害。团队的前期研讨提醒了冬油菜具有“前期储藏和后期搬运使用”的营养特性,叶片作为油菜营养成长阶段生物量最大的器官,在成长前期承担着光合效果功用的一起又是首要的营养储藏器官。田间研讨和生产实践均标明,当氮、磷、钾、硼营养缺少时油菜叶片均变小,影响光能的截获和使用,终究导致减产。叶片作为植株碳同化的首要器官,其本身固碳才能和内部碳分配特征在平衡植株碳出入和进步全体光合功率上至关重要,但是现在人们对营养元素优化叶片碳平衡的战略以及改进光合效果的机制知之甚少。
  本研讨使用湖北省武穴市作物营养办理定位实验,结合叶片功用性状观测和叶片碳分配模型剖析,从安排和细胞水平上探讨了氮、磷、钾、硼营养缺少对油菜叶片碳经济特征的影响。结果标明,缺氮时,叶片细胞壁碳分配增多(结构性碳水化合物含量添加)、细胞密度增大,然后进步了单位叶面积碳投入(6.6%);缺钾下降了叶片细胞溶质总量(细胞密度下降了28.5%),削减了叶片比叶重(12.9%);缺磷则经过添加细胞体积和细胞壁碳分配以及下降细胞空地份额来进步比叶重(20.4%);缺硼时,比叶重的添加(42.7%)一起取决于细胞密度(细胞壁碳投入添加)和细胞体积的进步。尽管叶片内碳分配会因营养特定功用的不同而体现出较大差异,但整体遵从一个一起的准则,即叶片在营养缺少时将更多的碳分配至非光合结构上,导致叶片细胞数量削减、体积较大且细胞壁厚度添加;一起下降了与光合功用相关的碳投入,削减了叶绿体数量和叶绿体面向细胞空地的有用面积(叶绿体可直接吸收细胞空地CO2的有用面积),然后添加了叶片内部CO2的传输阻力,下降了光合功率。由此可见,不同营养元素缺少均会下降叶片净光合速率,削减植株碳收入,但在叶片碳分配上却体现各异;合理的营养供给有利于改进油菜叶片碳平衡,优化以叶片碳分配为根底的微结构特征,进步叶片CO2的传输和同化功率,为油菜高产稳产奠定根底。
  华中农业大学资源与环境学院博士后陆志峰为论文榜首作者,鲁剑巍教授为论文通讯作者,李小坤教授、任涛副教授、丛日环副教授及南京农业大学郭世伟教授参加了研讨工作。该研讨得到了国家自然科学基金和国家重点研制方案项目的赞助。
  论文链接:https://doi.org/10.1093/jxb/eraa356 日期:2020-10-13  

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