小白菜硝酸鹽累積機(jī)理研究.pdf

1、蔬菜在其組織及液泡內(nèi)累積了大量的硝酸鹽，對(duì)人體的健康構(gòu)成了危害。如能從蔬菜自身出發(fā)降低其組織及液泡內(nèi)硝酸鹽含量，則不僅能提高蔬菜的品質(zhì)，還能提高硝態(tài)氮肥的利用率。 實(shí)驗(yàn)選擇了兩個(gè)硝酸鹽含量顯著不同的小白菜品種上海青(低硝酸鹽累積品種)及亮白葉1號(hào)(高硝酸鹽累積品種)作為供試對(duì)象，測(cè)定了這兩個(gè)品種小白菜的生物量、光合能力、碳氮含量、硝態(tài)氮吸收量、不同器官(葉片、葉柄及根系)組織及液泡硝酸鹽含量、硝酸還原酶活性(NRA)及其基因的相

2、對(duì)表達(dá)量。實(shí)驗(yàn)還測(cè)定了氮虧缺條件下不同器官組織硝酸鹽含量變化情況、葉片及根系亞細(xì)胞(液泡及細(xì)胞質(zhì))硝酸鹽含量變化情況以及葉片NRA變化情況。探討硝酸鹽在不同品種小白菜體內(nèi)不同器官的分布、調(diào)配及同化規(guī)律，希望能為蔬菜硝酸鹽累積研究提供理論基礎(chǔ)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。 亮白葉1號(hào)單株生物量?jī)H較上海青大2.8％。上海青葉片SPAD值和光合速率分別較亮白葉1號(hào)高12％和5％。亮白葉1號(hào)單位干重含氮量較上海青大6.6％，其單位純氮產(chǎn)生的

3、干物量較上海青小。上海青單位干重含碳量較亮白葉1號(hào)大5.4％。上海青具有較高的光合速率，能為氮的同化提供較多的碳架和能量，其氮的利用效率較亮白葉1號(hào)高。 葉片、葉柄及根系液泡硝酸鹽活度分別是組織硝酸鹽含量的4.6、2.0和7.4倍，液泡硝酸鹽活度遠(yuǎn)高于細(xì)胞質(zhì)硝酸鹽活度。亮白葉1號(hào)葉片、葉柄、根系液泡硝酸鹽活度分別是上海青的2.4、1.7和4.3倍。不同器官組織硝酸鹽含量呈葉柄>葉片>根系，而液泡硝酸鹽活度則不存在顯著差異。

4、 亮白葉1號(hào)單位鮮重吸收的硝態(tài)氮較上海青高12.7％，但兩品種差異不顯著。上海青葉片、葉柄及根系NRA分別較亮白葉1號(hào)大34％、161％及32％，上海青具有較高的硝態(tài)氮還原能力。兩品種硝酸鹽累積差異主要取決于NRA的差異。 小白菜各器官NRA呈現(xiàn)葉片>根系>葉柄，硝酸還原酶主要在葉片中工作。 用簡(jiǎn)并引物在兩品種小白菜葉片中分別擴(kuò)得一條887 bp的片段，Genebank登尋號(hào)分別為DQ082868和DQ082869，這

5、兩片段同源性達(dá)97％。其序列經(jīng)比對(duì)與油菜(Brassica napus L)的兩個(gè)硝酸鹽還原酶基因(D38219和D38220)同源性達(dá)97％和87％，表明這一片段可能即為硝酸還原酶的一個(gè)基因(Nial)的片斷。比對(duì)結(jié)果表明，供試兩品種小白菜體內(nèi)存在兩個(gè)硝酸還原酶基因Nial和Nia2。 Real-time PCR結(jié)果表明，上海青在葉片、葉柄及根系中Nial相對(duì)表達(dá)量分別是亮白葉1號(hào)的3.4、4.2及2.8倍，Nia2是亮白葉1

6、號(hào)的8.6、2.5及1.2倍，上海青硝酸還原酶mRNA表達(dá)能力較亮白葉1號(hào)強(qiáng)。Nial在葉片的表達(dá)量平均分別是葉柄及根系的3.8和2.1倍，呈現(xiàn)葉片>根系>葉柄，變化規(guī)律與硝酸還原酶活性相同；Nia2在葉片的表達(dá)量平均分別是葉柄及根系的3.8和15.0倍，呈現(xiàn)葉片>葉柄>根系。兩基因的結(jié)果均表明，硝酸還原酶基因主要在葉片表達(dá)和累積。 上海青葉片、葉柄與根系中Nia2表達(dá)量分別是Nial表達(dá)量的4.8、3.7和0.4倍；亮白葉1號(hào)

7、葉片、葉柄與根系中Nia2表達(dá)量分別是Nial表達(dá)量的1.9、6.1和1.0倍。說(shuō)明Nia2在葉片與葉柄中的表達(dá)量均顯著大于Nial，其表達(dá)能力在地上部較Nial強(qiáng)。 小白菜組織及液泡硝酸鹽含量隨氮饑餓時(shí)間急劇下降，而細(xì)胞質(zhì)硝酸鹽活度及葉片硝酸還原酶活性則基本維持穩(wěn)定。亮白葉1號(hào)組織硝酸鹽含量下降速度較上海青慢，氮虧缺第一和二天亮白葉l號(hào)分別下降了31％和66％，而上海青則分別下降了36％和73％。各器官下降速度呈現(xiàn)根系>葉片>

8、葉柄，葉柄是小白菜組織硝酸鹽的儲(chǔ)存庫(kù)。 綜合全文研究?jī)?nèi)容可得以下結(jié)論。 兩品種小白菜組織及液泡硝酸鹽含量存在顯著差異。低硝酸鹽含量品種小白菜上海青其光合能力、硝酸還原酶基因表達(dá)量及酶活性均較高硝酸鹽累積品種亮白葉1號(hào)大，硝酸鹽還原能力差異是決定這兩個(gè)品種硝酸鹽累積差異的主要原因。小白菜不同器官組織硝酸鹽含量差異可能由不同器官的功能與結(jié)構(gòu)決定。品種間及器官間Nia表達(dá)量均存在顯著差異，Nial表達(dá)量與NRA正相關(guān)，累積于小