采用砂培试验,研究了3个油菜品系(231、H29、bin270)在5个施氮水平(0.6、3、6、12、15 mmol/L)下的根系形态与生理特性差异。结果表明:根重、根体积、根长、根系总吸收面积和活跃吸收面积随供氮水平的提高而升高;苗期231的根系活力随供氮水平的提高表现为先降低后增加,H29表现为先降低后增加而后又降低,bin270表现为先增加后降低;盛花期H29根系活力随供氮水平提高表现为先降低后增加,bin270表现为先降低后增加而后又降低,231表现为先增加后降低。同一施氮水平下,bin270的根重、根体积、根长、根系活跃吸收面积(6 mmol/L除外)和根系总吸收面积(6 mmol/...

以甘蓝型油菜‘中双 11’为材料，设置低氮 LN(0.3 mmol/L NO_3~–)和高氮 HN(6.0 mmol/L NO_3~–)水平，通过营养液培养试验, 探究低氮对油菜根尖细胞伸长分裂过程和细胞壁组分的影响。试验结果表明：低氮处理诱导了油菜根系的伸长，根表面积和根体积的增加, 根冠比和氮生理利用效率均显著高于高氮处理；低氮处理提高了油菜根尖伸长区细胞分裂素含量及成熟区生长素的含量，诱导了伸长区细胞分裂和成熟区细胞伸长；对细胞壁主要组分(果胶、纤维素、半纤维素和木质素)进行定量分析，发现低氮处理显著提高了油菜根系细胞壁中果胶和纤维素的含量，但不同氮水平处理的油菜根细胞壁中半纤维素、木质素含量无显著差异；转录组分析结果表明，果胶含量的增加主要是由于低氮抑制了果胶降解酶相关基因的表达，而纤维素含量的提高主要是因为纤维素合成的增加和降解的减少，同时低氮胁迫下膨胀素相关基因的表达上调也说明低氮促进了细胞壁的松弛，有利于细胞的膨大和分裂。

以甘蓝型油菜‘中双 11’为材料，设置低氮 LN(0.3 mmol/L NO_3~–)和高氮 HN(6.0 mmol/L NO_3~–)水平，通过营养液培养试验, 探究低氮对油菜根尖细胞伸长分裂过程和细胞壁组分的影响。试验结果表明：低氮处理诱导了油菜根系的伸长，根表面积和根体积的增加, 根冠比和氮生理利用效率均显著高于高氮处理；低氮处理提高了油菜根尖伸长区细胞分裂素含量及成熟区生长素的含量，诱导了伸长区细胞分裂和成熟区细胞伸长；对细胞壁主要组分(果胶、纤维素、半纤维素和木质素)进行定量分析，发现低氮处理显著提高了油菜根系细胞壁中果胶和纤维素的含量，但不同氮水平处理的油菜根细胞壁中半纤维素、木质素含量无显著差异；转录组分析结果表明，果胶含量的增加主要是由于低氮抑制了果胶降解酶相关基因的表达，而纤维素含量的提高主要是因为纤维素合成的增加和降解的减少，同时低氮胁迫下膨胀素相关基因的表达上调也说明低氮促进了细胞壁的松弛，有利于细胞的膨大和分裂。

为了给氮高效品种油菜的选育及应用提供科学依据,采用土培试验,在施氮和不施氮条件下研究了3个油菜品种(742,湘油15和汇油50)的功能叶叶绿素含量、硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐含量和累积量及有机氮再利用能力等地上部生理特性与氮效率间的关系.结果表明:施氮对地上部生理特性有显著的影响,施氮条件下所有地上部生理特性指标均比不施氮条件下高;在施氮条件下,油菜功能叶叶绿素含量、硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐含量和累积量以及有机氮再利用能力与油菜氮效率密切相关,是油菜氮素高效利用的可能机理;在不施氮条件下,油菜硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐累积量和有机氮再利用能力与油菜氮效率密切相关,是油菜氮素高效利用的可能机理...

【目的】作物产量受到生态环境的显著影响。研究不同气候条件下冬油菜的产量形成机制，为冬油菜高产品种选育和高产栽培提供理论基础。【方法】选择高产油菜品种秦优1618(Q1618)、油菜材料QF1以及常规油菜品种中双11(ZS11),2020—2021年在黄淮地区（陕西永寿）和长江中游地区（湖北阳逻）分别进行大田试验，研究不同生态区3个不同品种冬油菜的生长发育和生理特性。【结果】不同生态区显著影响冬油菜根系生长特性、干物质积累分配和碳氮积累特征。两个生态区均以Q1618的根系生长最为旺盛，其根长在越冬期较ZS11和QF1分别平均提高了21.0%和6.0%。此外，在阳逻3个品种油菜花期的根系主要集中分布在土壤浅层（0—15 cm），永寿点主要集中分布在土壤深层（15—30 cm）。与ZS11和QF1相比，两个地点的Q1618油菜花期的深层根长、根表面积、根系平均直径、根尖数分别平均提高了138.1%、78.8%、24.2%、83.3%和104.8%、103.1%、44.2%、41.6%。油菜越冬期和花期根系生长与产量显著正相关，且在永寿点相关性更强；越冬期，黄淮产区油菜地上部干物质积累减缓，叶片氮含量降低，根部可溶性糖含量积累，各器官（根、茎、叶）中蔗糖、果糖含量整体表现为QF1>Q1618>ZS11，且该区各器官可溶性糖含量与产量正相关。长江中游产区冬油菜根茎叶基本处于同步生长期，其越冬期干物质积累量整体较黄淮产区提高3.0倍，而该区越冬期干物质积累与单株有效角果数显著正相关。抽薹期后，两个试验点均以Q1618的干物质积累量最大，永寿试验点冬油菜成熟期的干物质积累量和角果中的干物质分配比例提高，分别较阳逻点显著提高10.3%和39.0%。整体而言，长江中游产区提高了冬油菜单株有效角果数，但黄淮产区冬油菜通过提高每角粒数和千粒重，其实测产量（除ZS11受冻害严重减产外）较长江中游产区平均提高了21.1%。相关性分析也表明，永寿点油菜产量与每角粒数和千粒重显著正相关，阳逻点油菜产量与单株有效角果数显著正相关。【结论】长江中游地区通过促进油菜冬前生长，提高单株有效角果数。黄淮产区则通过适当控制越冬期油菜地上部营养体的生长，抽薹期后促进根和茎秆的干物质向籽粒分配来提高每角粒数和千粒重，有利于实现冬油菜高产。

采用两相法分离水培油菜根系细胞膜,并测定了细胞膜H+-ATPase水解活性。结果表明,与供磷植物相比,活体条件下,缺磷处理植株根系大量分泌H+并被钒酸盐抑制,缺磷处理植株磷含量明显下降。细胞膜纯度达90%以上。离体条件下,缺磷和对照植株细胞膜H+-ATPase的最佳pH值均为6.0左右;缺磷油菜根系细胞质膜上H+-ATPase水解活性和Vm ax略有升高,Km和对钒酸盐的敏感性则降低。表明油菜根系细胞膜H+-ATPase水解活性升高是其适应缺磷的一种生理机制,通过提高H+-ATPase的活性很可能促进有机酸的分泌,从而活化根际土壤中被固定的磷。

以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)常规种“华双5号”和杂交种“华油杂10号”为试验材料，采用田间小区试验考察直播、直接拔苗移栽和锄头辅助拔苗移栽方式下油菜全生育期根系形态构型、地上部生物量和产量的差异。结果表明，在播种时间和种植密度相同的条件下，同一生育期2个品种直播油菜的根系形态指标（根干质量、主根长、主根直径和根体积等）显著高于锄头辅助拔苗移栽，锄头辅助拔苗移栽油菜的根系形态指标显著高于直接拔苗移栽;地上部生物量和产量各处理间具有显著差异,表现为直播＞锄头辅助拔苗移栽＞直接拔苗移栽。同一处理，相同时期华油杂10号根系形态指标、地上部生物量和产量均显著高于华双5号。油菜地上部...

以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)常规种"华双5号"和杂交种"华油杂10号"为试验材料,采用田间小区试验考察直播、直接拔苗移栽和锄头辅助拔苗移栽方式下油菜全生育期根系形态构型、地上部生物量和产量的差异。结果表明,在播种时间和种植密度相同的条件下,同一生育期2个品种直播油菜的根系形态指标(根干质量、主根长、主根直径和根体积等)显著高于锄头辅助拔苗移栽,锄头辅助拔苗移栽油菜的根系形态指标显著高于直接拔苗移栽;地上部生物量和产量各处理间具有显著差异,表现为直播>锄头辅助拔苗移栽>直接拔苗移栽。同一处理,相同时期华油杂10号根系形态指标、地上部生物量和产量均显著高于华双5号。油菜地上部...

以抗倒性不同的3个油菜品种为材料,分析了3种密度下根系特征及其与单株产量和倒伏的关系,结果表明:①根系各性状存在显著或极显著相关:主根长与侧根数目、根体积,根粗与根体积存在显著正相关;侧根数目与根粗、根体积、根茎粗和根茎粗与根粗、根体积存在极显著正相关;根系干鲜比与侧根数目和根体积存在显著负相关。②单株产量与根体积和根茎粗存在显著正相关。③倒伏指数与根粗存在较强的负相关,但未达显著水平。

通过根系分隔盆栽试验,研究了油菜和鹰嘴豆对小麦生长及锰营养的影响。结果表明:与油菜或鹰嘴豆混作能显著改善小麦生长及锰营养,其地上部干质量和吸收锰量均以根系不分隔处理显著高于根系完全分隔处理,但油菜和鹰嘴豆的生长受小麦抑制,表现为不分隔处理地上部干质量及吸锰量显著低于完全分隔。不施锰小麦/油菜和小麦/鹰嘴豆混作体系中,根系不分隔处理小麦根区土壤DTPA-Mn含量显著高于其他分隔方式,且油菜或鹰嘴豆地上部植株锰含量显著高于相应的混作小麦,在锰胁迫条件下,油菜和鹰嘴豆根系活化的土壤锰可被小麦吸收利用。因此与油菜或鹰嘴豆混作是改善小麦锰营养的有效途径之一。

【目的】明确不同氮肥生理利用率小麦品种的氮代谢差异,为小麦高产及合理施肥提供理论依据,实现小麦节氮增产。【方法】采用大田试验方法,从16个小麦品种中筛选出氮素利用效率差异显著的低氮高效型小麦品种漯麦18、豫麦49-198和低氮低效型品种西农509、豫农202。然后进一步分析两类品种在N0(CK),N120(120 kg·hm-2)和N225(225 kg·hm-2)3个供氮水平下各小麦品种的产量、叶片GS活性、可溶性蛋白、游离氨基酸、NO3-及全氮含量等氮代谢指标的差异。【结果】不同供氮水平下,氮肥生理利用率、产量、地上部及籽粒氮素积累量和叶片的GS活性、硝态氮含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白...

以对缺硼敏感性不同的甘蓝型油菜品种为供试材料，研究其整体根系和离体根吸收硼特性的差异。结果表明，２个品种根系吸硼速率与外界硼浓度呈显著直线相关，直线斜率以敏感品种大于不敏感品种，无论整体根还是离体根都得到同样结果。在不同硼浓度时，２个品种整体根系吸硼速率有明显差异。低硼浓度时（Ｂ０．０５～１．０μｇ／ｇ），敏感品种吸硼速率显著低于不敏感品种；而高硼浓度时（Ｂ＞１．０μｇ／ｇ），则明显高于不敏感品种；采用离体根测定发现，硼进入２个品种根系自由空间过程符合Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｅｎ方程，但敏感品种的Ｋｍ值高于不敏感品种，Ｖｍａｘ则小于不敏感品种。不敏感品种在低硼浓度时吸收能力强以及对硼的亲和...

目的】所有高等植物均会调控其根系形态,以便能更好地在土壤环境中获得充足的养分和水分,其中,氮素是调控根系形态的一个关键因子。探究氮素水平及形态对娃娃菜根系形态的影响及其生理机制,明确参与根系形态塑造的关键因子,为进一步研究氮素调控植物根系形态的分子机制奠定基础。【方法】以娃娃菜(品种‘惠农金娃娃’)为试材,设置两个氮素浓度(0.1和1 mmol·L~(-1))及两种氮素形态(NO_3~-和NH_4~+)共4个处理组合,使用根系扫描仪以及生理试验等方法,测定娃娃菜根系形态指标:总根长、总根体积、总根表面积和根尖数;生理指标:NO_3~-含量、NH_4~+含量、糖、一氧化氮(NO)和过氧化氢(H_2O_2)以及生根相关酶过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)以及吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性,采用同位素内标法,对内源激素细胞分裂素类(CTK)、茉莉酸类(JA)、生长素(IAA)、水杨酸(SA)、1-氨基环丙基-1-羧酸(ACC)和脱落酸(ABA)含量进行LC-MS/SM绝对定量分析,并分析根系形态与各生理指标之间的相关性。【结果】相同形态下,不同氮素水平对娃娃菜根系形态和生理作用不同。低浓度(0.1 mmol·L~(-1))的NO_3~-(LN)与高浓度(1.0 mmol·L~(-1))的NO_3~-(HN)相比,可分别显著提高根系总根长、表面积、根尖数43%、24%和50%;LN处理与HN处理相比,还原糖含量提高了55.81%,NO含量提高了18.3%,H_2O_2降低了20.44%;低浓度(0.1 mmol·L~(-1))的NH_4~+(LA)与高浓度(1.0 mmol·L~(-1))的NH_4~+(HA)相比,分别提高了根系总根长、总根体积、总根表面积和根尖数96%、73%、85%和45%,LA处理比HA处理的还原糖含量提高了200%,NO与H_2O_2均有所降低,分别降低74.59%和13.58%。相同水平下,不同氮素形态影响娃娃菜根系形态以及生理指标,与LA处理相比,LN处理提高了娃娃菜总根长和总根表面积,降低了总根体积和总根尖数,同时提高了还原糖含量,LA处理比LN处理的NO和H_2O_2含量分别降低73.68%和40.98%;与HA处理相比,HN处理提高总根长、总根体积和总根表面积,但降低了根系总根尖数,HA处理比HN处理NO和H_2O_2含量分别降低82.16%和58.66%。根系激素中十二氧植物二烯酸(12-OPDA)含量以LA处理最大,高于HA处理55.18%,各处理下12-OPDA含量高低为LA>LN>HA>HN;吲哚乙酸(IAA)含量以HN最大,比LN高44.10%,LA比HA高93.79%,各处理下IAA含量高低为HN>LA>LN>HA。根系形态指标与生理指标之间的相关分析结果表明,根长与还原糖呈极显著正相关(P<0.01),根尖数与12-OPDA呈显著正相关(P<0.05)。【结论】低浓度硝态氮影响根系还原糖,对娃娃菜主根和侧根的伸长产生促进作用;低浓度铵态氮调控娃娃菜根系12-OPDA,可使娃娃菜根系的侧根数量增多。

【目的】长江流域油菜季降雨丰沛，导致该地区光照强度下降，加之密植技术的推广，加剧了个体间对光照的竞争。故光照不足、土壤质地差成为制约该地区油菜高产的重要因素。通过研究耕作深度对遮阴油菜根系生长和养分利用的影响，以期为油菜的稳产增收提供理论支撑。【方法】2019—2021年在湖北武汉华中农业大学试验基地进行裂区试验，品种为主区（湘杂油518,XZY518；浙油50,ZY50），土壤翻耕深度（T5,5 cm;T20,20 cm）为副区，不同光照强度（S0,0%遮阴；S1,30%遮阴）为副副区，研究不同耕作深度下遮阴油菜的土壤养分和理化性质、干物质累积、抗氧化酶活性、根冠生长、养分吸收的变化。【结果】深耕可以促进各层土壤的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾养分的积累，其中10—20 cm土壤的养分含量增幅最大，为7.5%—42.3%。两种翻耕深度下，遮阴均导致土壤电导率下降，根表面积减少13.3%—36.6%，主根长、根冠比和侧根占比增加，氮素利用率显著下降3.0%—28.4%，根系干重减少，抗氧化酶（POD、SOD、CAT）活性增加。遮阴条件下，翻耕深度的增加，使土壤含水量降幅减小，油菜主根伸长且根表面积增大，根冠比和侧根占比增加，氮素利用率提高，根系的抗氧化酶（POD、SOD）活性增强，干物质积累增多。方差分析表明翻耕深度和遮阴对根系形态、干物质累积、抗氧化酶活、养分利用的互作效应多呈显著或极显著水平。在浅耕和深耕条件下，与正常光照相比，遮阴导致根表面积分别下降24.9%—36.6%、13.3%—19.2%，氮素利用率分别下降10.0%—28.4%、3.0%—23.9%。【结论】弱光胁迫下，深耕通过提高各层土壤养分含量，使油菜主根伸长，侧根占比增加，根表面积增大，同时根系抗氧化酶活力的增强延缓了根系的衰老，使根系养分吸收能力增强，氮素利用率增大，干物质积累量增大，最终促进了油菜的生长。

以收集的94份白菜型油菜(Brassica rapa)、芥菜型油菜(Brassica juncea)、甘蓝型油菜(Brassicanapus)为材料,利用大田小区试验,设正常施肥(CK)、低氮(LN)、低磷(LP)3种处理,在成熟期考察籽粒产量、株高、一次分枝数、每角果粒数、千粒重和角果数以及低氮或低磷与正常施肥间的籽粒产量比值(氮、磷效率),研究评价不同油菜材料对低氮、低磷胁迫反应的差异和产量潜力。结果表明:甘蓝型油菜在3种处理条件下都具有最高的平均籽粒产量,生产潜力大;白菜型的氮、磷效率最高,可能携带更多氮、磷高效相关的基因;芥菜型油菜的氮、磷效率虽不及白菜型油菜,但高于甘蓝型油菜,同时还...