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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   (732 HTML19 PDF(pc) (22313KB)(263)  

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7 块根分化建成期间根系IbEXP1基因表达(2015)
同一列中不同小写字母表示数值在0.05的水平上差异显著。处理同表1; 缩写同表4
正文中引用本图/表的段落
由图7可知, 2个甘薯品种IbEXP1基因在块根形成过程的表达具有较为相似的变化规律。在初生形成层活动期(秧苗栽后14 d), 商薯19各氮素处理相对于不施氮对照(N0)根系IbEXP1基因的表达上调, 其中低水平铵态氮素处理(AN60)的IbEXP1基因上调表达幅度最高, 高达75; 而济徐23低水平铵态氮素处理(AN60)的IbEXP1基因显著上调。次生形成层活动初期(秧苗栽后21 d), 相较于不施氮对照, 氮素处理不同程度的提高了2个品种甘薯幼根中IbEXP1基因的表达, 氮素水平处理效应显著, 高水平氮素处理IbEXP1基因的表达要高于低水平氮素处理; 同时不同形态氮素处理间也有差异, 酰胺态氮素处理IbEXP1基因的表达要高于铵态氮素处理。其中, 低水平铵态氮素处理(AN60) IbEXP1基因的表达高于不施氮对照处理(N0), 但低于其余氮素处理。
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