全 文 ：纂 2 卷 第 1 期
1 9 8 9 年 2 月
林 业 科 学研 究
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氮素水平对两类不同生长速率类型的
杉木硝酸还原酶活力的影响 .
苏梦云 周国璋 阔国宁 诸葛强
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 )
关工询 衫木无性 系 , 氮肥 , 琦 酸还原酶
硝酸还原酶 (N A D H : N R E . C . 1 . 6 . 6 . 1 , 以下简称 N R ) 是植物体内硝酸盐同化过程
中的关键酶 。 在植物氮素代谢中起着重要作用 , 它对植物的生长发育有重要的影响 。 N R 的
酶量及活力控制着硝态氮转化的速率 , 不同生长速率类型的树木 , N R 活力表现不同 , 速生
类型的N R 活力要大于生长慢的类型 [ 3 , ‘1 。 N R 可望成为早期鉴定的指标 [’] 。 林木一般多栽培
于山地 , 立地条件难以做到均一 , 必然使得各个个体植株的 N R 活力产生差异 。 为了正确评
价 N R 活力在不同生长速率类型间的差异 (即 : 在大 田条件下 , 不同生长速率类型无性系植株
所表现出的 N R 活力差异 , 是本身的特性还是由外界环境 , 特别是土壤肥力条件所造成。 ) ,
除了在测定技术上增加诱导处理措施可以克服环境差异外 【’〕, 本文主要研究氮素水平对不同
生长速率类型的杉木 N R 活力的影响 , 为大田鉴定指标化提供依据 。
材 料 与方 法
试验材料 材料为本所育种研究室提供的一年生杉木 (C : n : i, g ha 二ia la n e o o la ra )组培苗 ,
其中 : 三个为生长较快的无性系 (快生型 ) , 代号 : T ‘、 T s、 T , ; 一个自选的生长较慢的杉
木无性系 (慢生型) , 代号 : C。 。 培育在本所温室容器中 , (温度 2 8 士 1 ℃ , 光照为自然光 ) ,
以蛙石作基质 , 在正式试验前浇洒道格拉斯第四培养液 (Ca( N O 3 ) 2 0 . 16 9 / L , (N H .) Z SO‘
0
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0 6 9 / L
,
K H : PO
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5 6 9 / L及M g SO ‘ 0 . 2 5 9 / L ) , 以维持正常生长。 试验苗按常规管理 。
正式试验时 , 追施不同浓度的N H 4N O 3 , 浓度分别J为1 7 5 m g N / L 、 3 5 0 m g N / L和7 0 0 m g N / L ,
以浇水作对照 。 每隔 7 d 追施 一次 , 连续三次 。 每个处理取 3 株 , 进行单株取样分析测定 ,
重复两次。
生长测定 在不 同氮浓度的培养液中 , 生长 2 个月后测定新梢生长量。
叶绿素含童测 定 依A r n o n 方法 〔’。J测定 。
葫酸还原酶活 力浏 定 基本按前法 [.] , 测定前不进行诱导处理 。
碗酸盐含童浏定 基本按叶叙丰等方法 I’〕。 取测定N R 活力的杉木小枝 , 去叶后取其小
枝韧皮部称其鲜重 , 提取 , 测定 。
本 文于 1 9已8年 2 月2 2 日收到 。
。 本 文是国家 自然科学墓金委员会资助项 目的内容 之一 。
1 期 苏梦云等 : 氮素水平对两类不同生长速率类型的杉木硝酸还原酶~ 一 89
氛基酸含量测 定 取定量的新鲜叶片 , 用 80 % 乙醇于65 ℃水浴提取 l h , 离心收集上清
液 , 重复提取三次 , 提取液浓缩 、定容 。 用苟三酮试剂显色 , 于57 0 nm 波长下测定光密度值
。
蛋白质含量测定 上述提取氨基酸后的残留物 , 加入 1 N N aO H 于90 ℃水浴提取 l h ,
离心收集上清液 , 重复提取两次 , 提取液调 p H 至中性 , 定容 。 按L Or w y方法[川测定蛋白质
含量 。
实 验 结 果
(一) 氮紊水平对不同杉木无性系新梢生长的影晌
杉木生长对氮素非常敏感。 追施氮素明显地促进新梢生长 (图 1 ) 。从图 1 可以看出 , 在一
定的氮素浓度范围内 (3 5 0 m g N / L ) , 新梢生
长量随追施的氮素含量的增加而增加 。 但追施
氮素浓度达到 7 0 m g N / L时 , 有些叶片表现受
害症状 , 有个别叶片开始变为焦黄 , 生长也极
为缓慢 , 无性系 T ‘生长速率下降 。 但是在生长
速率不同的两类无性系之间 , 生长较快的无性
系 T 。、 T , 和 T ‘的新梢生长量仍然高于生长较
慢的无性系C 。。它们在不追施氮素的条件下 , 新
梢生长量 (c r以)分别为9 。 7 、 12 . 0 、 1 1 。 3和4 . 3 ;
在追施氮素 35 0 m g N / L 以后的 新 梢 生 长 量
(e m )分别增加到1 5 。 3 、 1 4 。 7 、 13 。 7和8 。 0 。
(二 ) 氮案水平与杉木不同生长速率 无 性
系叶绿素含量的关系
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图 1
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级浓度(。‘N I )
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氮素水平与衫木新梢生 长
追施氮素一般能提高植株叶片的叶绿素含量 (图 2 ) 。 从图 2 可以看出 , 生长速率较快的
无性系 , 在追施氮素前 , 叶绿素含量要高于生长较慢的无性系 , 分别为1 . 10 、 。. ” 、 。. 87 和
补协/gl.)郭粼t0.
。. 63 m g / g 干重 ; 在追施氮素后 , 叶绿素含量都开始
增加 , 但是 当氮浓度大于 17 5 m g N / L时 , 生长较慢
的无性系的叶绿素含量开始下降 , 而生长较快的无性
系仍保持较高的水平 。 当氮浓度达到70 om g N / L时 ,
植株叶片表现受害症状 , 生长较快的无性系叶片的叶
绿素含量亦明显降低 , 但 T ‘例外 。
(三 ) 氮素水平对不同生长速率的杉木无性 系 硝
酸还原醉活力的效应
杉木叶片的 N R 活力 , 在施用一定氮素浓度范围
内 , 随着追施氮素浓度的增加而增加 。 当氮素浓度达
到7 0 m g N / L时 , 叶片表现受害症状 , N R 活力明显
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图 2 笼素水平与衫 木叶绿素含最变 化
受抑制 (图 3 )。 图 3 还表 明 , 生长速率较快的无性系叶片的 N R 活力高于生长较慢的无性系 ,
分别为1 0 、 8 . 0 、 9 . 2和 6 . 2 ; m o l N O : 一/ 3 0 m in / g 鲜重 , 在追施 350 m g N / L时 , N R 活力分
别提高到 1 2 、 1 1 、 1 0和7 , 1 卜m o l N O : 一/ 3 0 一m in / g 鲜重。
林 业 科 学 研 究 2 卷
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氮浓度 ( m g N / L )
图 3 氮素 水平对衫木N R 活力的形响 图 4 撼浓度对衫木硝艘盐含 t 的形响
(四 ) 不同氮众水平与不同生长速率杉木无性系枝条韧皮部中峭吸盆积爪的关系
在追施一定浓度的氮素时 , 枝条韧皮部中硝酸盐含量随外源氮浓度的增加而积累 。 在低
浓度下 , 不同无性系间硝酸盐含量不表现规律性的差异 , 但当外源氮素浓度大于 3 50 m g N / L
时 , 韧皮部中硝酸盐含量急剧增加 , 而生长较快的无性系的硝酸盐积累速率超过生长较慢的
无性系(图 4 ) 。 在氮浓 度 70 0 m g N / L 时 , 生长较快的无性系和生长较慢的无性系枝条韧皮
部硝酸盐的含 量 分 别 为2 5 2 . 2 7 、 1 9 5 . 9 1 、 2 4 7 . 4 9和1 7 0 . 5 9 协g / g 鲜重 。
(五 ) 不同氮案水平与生长速率不同的杉木无性系叶片蛋白质含一的关系
在追施一定浓度氮素的范围内 , 杉木苗叶片内蛋 白质含量随施氮水平的提高也相应增加
(图 5 ) 。 图 5 表明 , 施用氮素的浓度大于350 m g N / L以后 , 生长较快的无性系苗叶片中蛋白
质含量的增加较缓慢 , 生长较慢的无性系苗叶片中蛋白质含量开始下降。
(六 ) 氮素水平与不同生长速率杉木无 性 系
州曰目.U已‘.,自八“。钻肚侣,山勺11且‘,.压
(十侧. 、,‘.和翻琳
叶片中游离橄墓欲含 . 的关系
杉木叶片中的游离氨基酸含量一般随外源追
施的氮素浓度的增加而增加 (图 6 ) , 但各无性系
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图 5 盆浓度对衫木叶 片蛋 白质含 t 的影响 图 6 泥浓度对衫 木叶片游离拭墓破 含 t 的形晌
1 期 苏梦云等 : 氮素水平对两类不同生长速率类型的杉木硝酸还原酶⋯ ⋯ 91
之间表现不一 , 生长较快的无性系与生长较慢的无性系之间不表现明显差异。
讨 论
植物对氮素的反应比较敏感 , 追施氮肥能明显提高其叶片中氮化合物的含量。 作物的耐
肥性与它的硝酸还原酶活力呈负相关 [“1 , 所谓作物耐肥性就是指作物对氮素的反应特性 。 我
们曾得到 , 杉木硝酸还原酶活力与其生长呈正相关 [“〕。 N R 是诱导酶 , 氮能提高酶活 力 [“J。
本文结果表明 , 追施适量氮素能提高杉木叶片的 N R 活力和增加其蛋白质及叶绿素含量 , 而
且在一定施用浓度范围内 , 随着氮素浓度的增加而增加。 这与棉花 [v] 和小麦 [吕]的 结 果 相 一
致 。 这表明氮素诱导提高了植株 N R 活力 , 从而使植株提高了对氮素的同化和利用速率 。 在
不同生长速率的杉木无性系间 , 生长较快的无性系其 N R 活力高于生长慢的。 在追施适量氮
素后 , 杉木 N R 活力虽都有明显的提高 , 但生长较快的无性系的 N R 活力始终高于生长较慢
的无性系。 这说明 , 不同生长速率类型的杉木无性系间 N R 活力的差异并不因追施外源氮素
而改变 , 类型间的 N R 活力差异是比较稳定的 。 但在生长较快的类型中的三个 无 性 系 间 ,
N R 活力并不与其生长速率完全吻合 , 这说明生长是受多种因素综合影响 。
N R 是植物在同化 N 0 3 一 过程中的关键酶 , 植株体内硝酸盐含量的水平对其 N R 活 力有
直接影响 , 但其 N R 活力对体内硝酸盐的积累又起着调节作用 。 试验结果表明 , 生长较快的
杉木无性系苗 , 由于其 N R 活力较高 , 在追施适量氮素后 , 其硝酸盐积累并不表现高于生长
较慢的无性系 , 但在追施的氮素浓度达到 7 0 m g N / L 时 , 生长较快的无性系苗叶片表现 受
害症状 , 其 N R 活力受到抑制 , 使其韧皮部中的硝酸盐含量明显高于生长较慢 的无性系 。 这
表明 : 生长较快的杉木无性系苗吸收硝酸盐的能力要比生长较慢的羌性系苗高得多 , 在正常
条件下 , 所吸收的硝酸盐能被其高活力的 N R 所同化 , 因此 , 其体内的积累量并不表现很高。
在过高的氮素浓度条件下 , 其叶片出现了受害症状 , 其 N R 活力和叶片中蛋白质含量的积累
同时都受到抑制 , 而游离氨基酸含量却仍有不同程度的增加 , 且不同生长速率 的无性系间不
表现规律性。 在高氮浓度下 , 杉木叶片内游离氨基酸的积累与叶片 N R 活力没有直接关系 ,
也不是叶蛋白降解所致 , 它很可能与其它器官的转运有关。 总之 , 难以根据叶片游离氨基酸
总量来评价无性系的速生特性。
在生长较快的和生长较慢的这两大杉木类型之间 , N R 活力的差异是明显 的 , 说 明 N R
活力与杉木的生长是密切相关的。 由于育种试材着重选用优良无性系 , 所以生长较差的无性
系材料极为难得 , 因此本试验中只选用了一个生长较差的无性系作试材 。 而在三个生长较快
的杉木类型无性系间 , 其生长速率彼此差异不太显著 , 所以对于同一类型内的无 性 系 的评
定 , 应该根据其 N R 活力为主的氮素指标 , 作为综合评定标准 , 这仍有待于进一步研究 。
参 考 文 献
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V u lg a r is
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Pla n t P hy s io l
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FER T ILIZ E R ON NIT R ATE R E DU CTASE ACT IV ITY !N
LE AV E S OF CU N N IN G H A M IA L A N C E O L A T A
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S u M en g y u n Z h o u G u o z h a n g Q u e G u o n in g Z h u罗 Qia n g
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A 加tr aet N itr a te r e d u e ta se a e tiv ity (N R A ) , c hlo ro Phyll, Pro te in , fre e
a m in o a c id a n d n itra te e o n te n ts o f d iffe r e n t e lo n e s o f C u n : i
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w e r e d e te r m in e d in r ela tio n t o n itr o g e n fe r til z e r
.
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N R A in se d li
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Pro te in c o n t en t d id n o t in e re a s e in th e fa s t
g ro w in g e lo n e b u t d e c r e a se d in t he slo w g ro w in g e lo n e
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fe r t iliz e r e o u ld in d u e e N R a e t iv it y b u t it e o u ld n o t e h a n g e th e d iffe r e n e e in
N R a e t iv it y in le a v e 3 be tw e e n fa s t g ro w in g e lo n e a n d slo w g ro w in g e lo n e
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