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铵态氮素促进甘薯块根形成的解剖特征及其IbEXP1基因的表达
王翠娟, 柴沙沙, 史春余, 朱红, 谭中鹏, 季杰, 任国博
作物学报    2021, 47 (2): 305-319.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.04112
摘要   (727 HTML19 PDF(pc) (22313KB)(262)  

探讨铵态氮素对甘薯块根形成的调控效应及其作用机制, 本研究利用单株结薯数差异显著的甘薯品种商薯19 (S19)和济徐23 (J23)为材料, 于2014—2015年进行大田试验和盆栽辅助试验, 设置60 kg hm-2低氮(LN60)和180 kg hm-2高氮(HN180) 2个氮素水平, 酰胺态(XN)和铵态(AN) 2种氮素形态, 进行甘薯幼根向块根分化关键时期的发育解剖观察和IbEXP1基因的表达分析。结果表明, 单株有效结薯数较高的商薯19块根产量显著高于济徐23, 生长前期甘薯块根的分化建成相较于块根的膨大生长更利于最终块根产量的形成。同时, 2个甘薯品种60 kg hm-2铵态氮素处理在茎叶封垄期建成更多根径介于0.5~5.0 cm的薯块, 显著提高了收获期的单株有效薯块数目, 块根产量最高。其中, 60 kg hm-2铵态氮素处理2个品种甘薯幼根在前形成层时期原生木质部束的导管数目及中柱薄壁组织木质化薄壁细胞数目最多; 初生形成层发育时期IbEXP1基因高水平表达, 幼根直径、中柱直径大, 原生、次生木质部束数目多; 次生形成层活动初期IbEXP1基因的相对表达和中柱薄壁细胞的木质化程度介于不施氮和高氮素处理之间, 但幼根直径、中柱直径和中柱占横截面比均显著最高, 在块根分化建成中建立了中柱薄壁细胞木质化活动和分裂活动的平衡。



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图1 秧苗栽后7 d甘薯S19不定根切片番红-固绿染色、间苯三酚染色和高碘酸希夫染色的横切面图(2015)
SF: 番红-固绿染色; Ph: 间苯三酚染色; PAS: 高碘酸希夫染色; PX: 原生木质部; PPh: 初生韧皮部。
正文中引用本图/表的段落
图1和图2为前形成层期2个甘薯品种各处理最粗3条幼根相同切片的番红-固绿、间苯三酚和高碘酸席夫染色横截面, 分别用以观察初生形成层的发育和薄壁组织细胞的活动, 中柱细胞、导管的木质化程度, 淀粉粒分布等。此时期各处理幼根解剖结构与一般双子叶植物幼根相似, 结合其部分量化指标(表4)可以看出, 低水平氮素处理不同程度的提高了2个甘薯品种幼根直径、中柱直径和中柱占根横截面比例。其中, 低水平铵态氮素处理(AN60)幼根原生木质部束的导管数目及中柱薄壁组织木质化薄壁细胞数目显著高于不施氮对照(N0)和其余氮素处理。
缩写同图1。
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