外源γ-氨基丁酸促进低氮胁迫大豆幼苗生长及氮素吸收的生理途径

文献类型： 中文期刊

第一作者： 李家欣

作者： 李家欣;周伟鑫;褚霈宇;卢敏嘉;姚玉波;宋秋来;曹亮;王孟雪;金喜军

作者机构：

关键词： 大豆;低氮胁迫;γ-氨基丁酸;氮素积累;光合参数;幼苗生长

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2025 年 31 卷 009 期

页码： 1877-1891

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]明确淋浇外源γ-氨基丁酸(GABA)促进低氮胁迫下大豆幼苗生长的生理途径.[方法]选用不结瘤大豆(引自中国农业科学院,编号WDD01795,简称L)及其结瘤突变体(L-M,自然突变获得)为供试材料,进行沙培试验.以Hoagland营养液(N 14.5 mmol/L,CK)为对照,设置N 2.9 mmol/L的低氮胁迫营养液处理(LN),和添加 5 mmol/L GABA的低氮胁迫营养液处理(LN+GABA).大豆材料首先在浇灌清水条件下生长至V1 期(记为第 1 天),剥去子叶,连续淋浇 3 天处理营养液,然后在正常营养液中继续生长 30 天.在处理后的5、10、15、20 天,分别取植株和根系样品,称量生物量和记录生长形态指标,测定无机氮、有机氮含量,氮代谢酶活性.[结果]与CK相比,LN显著抑制了结瘤和不结瘤大豆生长相关生理和形态指标.与LN相比,LN+GABA处理显著提高了处理后第 20 和 30 天结瘤和不结瘤大豆株高、茎粗、叶面积、根长、根体积、叶干重、茎干重、根干重和生长速率,处理后 30 天结瘤大豆的平均生长速率的增幅为 36.53%,不结瘤大豆为52.44%;LN+GABA处理提高了根、茎、叶中NO3-、NH4+、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,以及根系和叶片中氮同化和氮代谢关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸-草酰乙酸转氨酶(GOT)和谷氨酸-丙酮酸转氨酶(GPT)活性,并且处理后第 20 和 30 天结瘤大豆品种根、茎、叶氮素积累量平均提升幅度分别为 42.35%、22.05%、41.70%,不结瘤大豆则分别为 23.56%、34.23%、30.97%;显著提高了叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,以及光合参数中净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,降低了胞间二氧化碳浓度.[结论]淋浇GABA可提高大豆氮同化关键酶活性,促进大豆植株氮素积累和主要含氮化合物含量提高,改善地上部光合色素含量、光合参数,进而促进氮胁迫下大豆幼苗生长,且外源GABA对低氮胁迫下不结瘤大豆吸收、同化和利用氮素的促进效果优于结瘤大豆.

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