研究筛选耐低氮能力强和氮效率高的作物基因型

研究筛选耐低氮能力强和氮效率高的作物基因型 本文关键词：能力强，作物，筛选，基因型，研究

研究筛选耐低氮能力强和氮效率高的作物基因型 本文简介：摘要：筛选耐低氮能力强、氮效率高的作物基因型是提高氮素利用效率，节约矿质营养资源，减少环境污染的一种有效途径。本文通过论述作物耐低氮性和氮效率的概念、筛选时期、评价指标，分析两者的异同点，发现作物耐低氮性和氮效率两者评价的指标和时期基本类似。同时，比较了氮素营养划分的不同类型，认为将不同基因型划分成

研究筛选耐低氮能力强和氮效率高的作物基因型 本文内容：

摘要：筛选耐低氮能力强、氮效率高的作物基因型是提高氮素利用效率， 节约矿质营养资源， 减少环境污染的一种有效途径。本文通过论述作物耐低氮性和氮效率的概念、筛选时期、评价指标， 分析两者的异同点， 发现作物耐低氮性和氮效率两者评价的指标和时期基本类似。同时， 比较了氮素营养划分的不同类型， 认为将不同基因型划分成低效不响应型、低效响应型、高效不响应型、高效响应型更合理， 能更清晰表现出不同品种对氮素的利用状况。合理、全面评价作物不同基因型对氮素的利用状况， 加强对作物耐低氮性和氮效率的生理机制和分子生物学机理研究， 对于作物育种、栽培及发展节约高效的绿色农业具有重要意义。
　　
　　关键词：作物； 耐低氮性； 氮效率；
　　

　　Research Progress on Low Nitrogen Tolerance and Nitrogen Efficiency in Crop Plants

　　
　　Abstract:Screening of crop genotypes with strong tolerance to low nitrogen （TLN） and high nitrogen efficiency （HNE） is an effective way to improve nitrogen use efficiency, save mineral resources and reduce environmental pollution. This paper discussed the concepts, screening periods, evaluation indicators of crop tolerance to low nitrogen and nitrogen efficiency, analyzed the similarities and differences between the TLN and HNE. The results showed that the evaluation index and screening period of low nitrogen resistance and nitrogen efficiency was basically similar. Through compared with the different types of nitrogen nutrition pision, it was reasonably concluded that different varieties pided into inefficient nonresponder, inefficient responder, efficient nonresponder and efficient responder, which could clearly show the different crop genotypes nitrogen use efficiency situation. Reasonable and comprehensive evaluating the nitrogen utilization in different crop genotypes, strengthen the physiological and molecular biological mechanism of crop low nitrogen tolerance and nitrogen efficiency will make a big impact to crop breeding, cultivation and the development of efficient green agriculture.
　　
　　Keyword:crop; resistance to low nitrogen; nitrogen efficiency;

　　
　　氮素是影响作物生长发育、产量及品质形成的重要营养元素[1-4], 也是土壤中易被耗尽的元素[5].从绿色革命开始， 工业合成的氮肥对提高作物生产力起着重要作用， 在一定程度上缓解了由于全球人口增长引发的粮食安全问题[6].每年的氮肥施用量在不断增长， 但氮肥利用效率逐渐降低[7], 据统计氮肥施入土壤后， 仅有30%~35%被作物吸收[8].大量投入昂贵的化石能源肥料， 不仅造成资源浪费， 经济效益降低， 还导致农田生态系统遭到污染和破坏[9-10].我国是农业大国， 耕地面积位居世界前列， 氮肥投入也在逐年递增， 但氮肥利用率低于世界平均水平[11-12].因此， 选育氮高效或耐低氮的作物品种， 对减少氮肥投入量， 维持作物产量稳定[13], 发展节约高效、环境友好型农业具有重要意义[14].不同作物、同一作物不同品种间的耐低氮能力和氮效率存在一定差异[15-17], 通过选育高产优质的耐低氮、氮效率高的作物品种， 充分挖掘作物自身的基因潜力， 是提高氮素利用效率的有效途径。自20世纪30年代Harvey[18]首次报道不同玉米品种在氮素营养上存在差异， 截至目前， 对不同作物品种氮素利用差异的研究已在水稻[19-20]、小麦[21]、玉米[22-23]、烟草[24]、油菜[25-26]、大麦[27]等多种农作物上开展。目前， 对同一作物不同品种筛选氮素高效利用的研究主要集中在耐低氮性和氮效率两方面， 而关于耐低氮性和氮效率的异同点的研究尚鲜见报道。本文通过对作物的耐低氮性和氮效率进行比较分析， 探究两者的异同点， 以期客观评价作物不同基因型的氮素营养特性。
　　
　　1、作物耐低氮性和氮效率的概念及评价方法
　　
　　Rehman等[28]认为从生物学角度考虑， 压力是与植物生长的理想条件的显着偏差， 阻碍了它们在生长、发育和繁殖中充分表达其遗传潜能。而低氮胁迫被认为是一种非生物的外界压力， 因此耐低氮性是指作物在氮素养分浓度低时仍然具有保持正常生长的能力， 且生物学产量与在正常氮时的接近[29].一般用低氮与正常氮评价指标的相对值表示其耐低氮能力， 是品种之间指标相对值的比较， 据此可以分为耐低氮型、中间型、低氮敏感型3类。氮效率是指特定供氮条件下作物产量的高低， 可以表示为同等供氮条件下吸氮量的大小， 也可以用单位吸收氮素所产生的干物质多少表示[30], 是品种之间评价指标绝对值的比较， 在相同氮素水平可以分为氮高效和氮低效两类。耐低氮品种的栽培， 能减少农田氮肥的施入， 节约氮肥资源， 促进节约型农业的发展。栽培氮效率高的品种， 在同等施氮肥的条件下， 具有产生更高产量或生物量的潜力， 有利于高产农业的发展。
　　
　　学者们对耐低氮性的定义和理解较为统一， 而对氮效率的定义和理解却观点不一。一般认为在不施氮或氮浓度低的情况下有利于耐低氮种质的筛选[15], 耐低氮性主要以低氮条件下与正常氮条件性状指标差异情况来评价。目前， 比较认可的是Moll等[31]的氮效率理论， 即氮效率可以分为氮吸收效率和氮利用效率两部分， 且低氮条件下的氮效率差异主要由氮利用效率所决定， 而在高氮条件下， 氮吸收效率起决定作用。也有研究认为所有氮水平下吸收效率对氮效率的直接作用均大于利用效率， 是氮效率主要来源[32-33].Fotyma等[34]则认为作物对氮素利用状况可以分解为氮收获指数、农艺效率、生理效率、氮肥增产率、氮移动指数和氮响应度等指标。由于研究的侧重点和目的不同， 氮效率的评价方法较多 （表1） .其中氮素利用效率 （nitrogen use efficiency, NUE） 表示土壤中单位氮素所产生的籽粒产量， 它可以分为氮吸收效率 （uptake efficiency, Up E） 和氮利用效率 （utilization efficiency, Ut E） , 分别反映植株从土壤中获取氮素并积累的能力和植物将吸收的氮转化为产量的能力；氮素农学利用效率 （agronomic efficiency, AE） 表示施肥对作物产量的增加效应；氮肥表观利用率 （apparent nitrogen recovery, AR） 反映施肥对植株氮素累积量的增加效应；氮 …… 此处隐藏：2430字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……