全 文 ：园艺学报，2016，43 (1)：1–14.
Acta Horticulturae Sinica
doi：10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0298；http：//www. ahs. ac. cn 1
利用葡萄氮代谢基因的表达评价不同氮肥肥效
王 剑 1，李炳锐 1，李晓鹏 1，朱旭东 1，朱传根 2，贾海锋 1,*
（1 南京农业大学园艺学院，南京 210095；2扬州海骅苗木有限公司，江苏扬州 225235）
摘 要：以‘夏黑’葡萄（Vitis labruscana‘Black Summer’）为试材，选择两个生长关键时期（成
花期与转色期），利用半定量 RT-PCR 和荧光定量 PCR 技术对 5 个氮代谢基因（VvGHD、VvNiR、VvNR、
VvGS 和 VvAS）在叶面喷施不同氮肥处理后的表达情况进行分析，并对葡萄新梢增长量、叶面积增长量、
落花落果率、果实大小等指标进行统计分析。两个时期叶面喷施不同浓度 5 种氮肥后，5 个基因的表达量
整体呈现出增高趋势，因喷施氮肥不同，同一基因在响应强度和时间上存在差异，基因响应强度大、时
间长的肥料对葡萄生理性状的提高也较显著。综合基因表达与生理变化两方面验证，得出尿素、硝酸铵
对葡萄生长发育所起肥效最好，硝酸钙有助于减少落花落果率，硫酸铵与硝酸钠相对肥效较差。
关键词：葡萄；氮代谢基因；氮肥；叶面喷施；基因表达
中图分类号：S 663.1 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2016）01-0001-14

Evaluation of N Fertilizers Effects Based on the Expression of N Metabolic
Genes
WANG Jian1，LI Bing-rui1，LI Xiao-peng1，ZHU Xu-dong1，ZHU Chuan-gen2，and JIA Hai-feng1,*
（1College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China；2Haihua Nursery Stock Co. Ltd.，
Yangzhou，Jiangsu 225235，China）
Abstract：In order to study the influence of different types of N fertilizers on grapevine，grapevine cv.
‘Black Summer’（Vitis labruscana）trees were used as experiment materials and fertilizers foliar application
trails were conducted in the flowering and veraison stages. The expression of five grapevine N metabolic
genes，including VvGHD，VvNiR，VvNR，VvGS and VvAS were analyzed，some physiological traits including
the flower and fruit dropping rate，leaves and shoots growth rate，chlorophyll content and the fruit size of
grape were also investigated. The results showed that in general，the expression levels of the five N metabolic
genes were increased after foliar applied different types of N fertilizers in the two periods. N metabolic genes
showed similar expression patterns towards the same type of fertilizer in the two periods，but when foliar
applied different types of N fertilizers，their expression patterns changed. Moreover，the N fertilizer which
has stronger and longer influence on the N metabolic genes can enhance the physiology traits more
dramatically. Given the gene expression levels and the changes of physiology traits，we can conclude that
urea and ammonium nitrate have the best effect on grapevine；Calcium nitrate can help to reduce the flower
and berry dropping rate；Ammonium sulphate and sodium nitrate have relatively poor effects on grapevine.

收稿日期：2015–10–10；修回日期：2015–12–19
31401847 BK20140707基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（ ）；江苏省自然科学基金青年基金项目（ ）；国家博士后基金项目
（2014M561663）；中央高校基本业务费项目（KJQN201541）；国家科技富民强县专项行动计划项目（BN2013116）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：jiahaifeng@njau.edu.cn）
Wang Jian，Li Bing-rui，Li Xiao-peng，Zhu Xu-dong，Zhu Chuan-gen，Jia Hai-feng.
Evaluation of N fertilizers effects based on the expression of N metabolic genes.
2 Acta Horticulturae Sinica，2016，43 (1)：1–14.
Key words：grapevine；nitrogen metabolism genes；N fertilizer；foliar application；gene expression

硝酸盐还原酶（Nitrate reductase，NR），亚硝酸还原酶（Nitrite reductase，NiR），谷氨酰胺合
成酶（Glutamine synthetase，GS），谷氨酸脱氢酶（Glutamate dehydrogenase，GDH）和天冬酰胺合
成酶（Asparagine synthetase，AS）等都是氮代谢中起着至关重要的酶（刘丽 等，2004；Wickert et al.，
2007；黄冰艳 等，2010），不同果树品种、同一种果树不同器官组织中氮代谢酶基因对氮用量、施
用时间等均有不同响应机制（Sugiharto & Sugiyama，1992；许振柱和周广胜，2004；王小纯 等，
2005；岳红宾，2007）。虽然叶面喷施氮肥有众多好处（束怀瑞，1993；平吉成 等，2011；聂松青 等，
2013；吕云生，1997），但存在着施肥种类、时间、数量的不确定性。现代分子生物学技术的迅猛发
展和葡萄全基因组的测序完成，为葡萄氮代谢相关基因的研究提供了重要条件（Jaillon et al.，2007；
曹雪 等，2010）。通过不同肥料对氮代谢循环途径中 5 个关键酶基因（VvGS、VvGDH、VvAS、VvNR
和 VvNiR）的表达分析以及对葡萄生长发育的影响，综合评价不同氮肥的肥效，为提高葡萄叶面施
肥效率，达到优质丰产，提供一定的理论基础。
1 材料与方法
1.1 植物材料
在江苏省农博园选树势良好的 6 年生‘夏黑’葡萄（Vitis labruscana‘Black Summer’）为试材。
果园常规管理，一年中分别在萌芽前期和花后 5 d 左右施用两次氮肥（硝铵磷），每株施用 500 g。
1.2 氮肥处理与样品采集
分别在葡萄开花前期（2014 年 5 月 2 日）和葡萄转色期（2014 年 8 月 17 日）上午 7 时，以尿
素、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钙和硝酸钠作为叶面肥，设置 0（清水对照）、0.2%、0.4%、0.6%（质量
比）4 个浓度处理，选择无风或微风的阴天，着重喷施叶片背面，以雾粒细密，叶面着雾均匀但不
下滴为度。每个处理重复 3 株，试验设置 3 次重复，共 180 株。分别于处理后 6、12、24、48 h 釆
集 15 节位以上的长枝条上的第 9、10 节位叶片，–70 ℃保存备用。
分别在 6、12、24 和 48 h 每个植株上选取 3 个位于第 9 节位的叶片测定总叶绿素含量，每个植
株上选取 5 个位于第 7 节位的新梢于施肥前和施肥后 20 d 测量其新梢长和成熟叶的长与宽，计算新
梢增长率和叶片增长率。叶片面积（cm2）= 叶长 × 叶宽。施肥后，每个植株上选取 5 个花序计算
落花落果率。果实成熟后每株取 5 个位于第 6 节位的果穗，用游标卡尺（精确度为 0.02 mm）测量
每个果粒的纵、横径，用电子天平（0.01 g）称量单粒质量。果实大小 = 纵径 × 横径。以上测得
数据应用 SPSS 软件进行分析，选择邓肯氏多重比较，检验的显著性概率临界值为 0.05。
1.3 RNA的提取纯化与cDNA合成
叶片总 RNA 的提取和消化参照 Chang 等（1993）和张彦苹等（2010）的方法。mRNA 的纯化
采用 Promega 公司生产的 PolyATtract®mRNA Isolation System Ⅵ试剂盒进行。以 mRNA 为模板，引
物 P01反转录合成 cDNA第一条链，引物 P02延伸加帽子，空气加热条件下 42 ℃ 1 h，75 ℃ 10 min，
冰上冷却 2 min 后，–70 ℃保存备用（宋长年 等，2009）。PowerScriptⅡTM反转录酶购自 Clontech
公司，DNase 酶Ⅰ、Taq 酶、dNTPs、DNA Marker，荧光定量染料 SYBR GreenⅠ购自东洋纺（上海）
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生物科技有限公司，所用引物由上海英骏生物技术有限公司（Invitrogen）合成。
1.4 半定量RT-PCR
以葡萄中的 UBI 基因为内参，根据葡萄 5 个氮代谢关键基因 VvGHD（JF796045）、VvNiR
（JF796046）、VvNR（JF796047）、VvGS（JF796048）和 VvAS（JF796049），设计半定量 RT-PCR 特
异性引物（由上海英骏生物技术有限公司合成，表 1）。半定量 RT-PCR 反应条件为：94 ℃变性 3 min；
94 ℃变性 30 s，退火温度退火 30 s，72 ℃延伸 30 s，共 28 个循环；72 ℃终延伸 10 min。UBI 反应
与扩增目的基因的条件相同。
1.5 荧光定量PCR
参照已有报道（王晨 等，2010），分别取 2 μg RNA，以 P01 和 P02 引物反转录合成 cDNA，葡
萄看家基因 UBI 为内参进行定量 PCR，扩增引物序列及目的片段大小见表 1。应用 Bio-Rad iCycleriQ
实时定量 PCR 仪，使用 SYBR GreenⅠ（Toyobo）试剂。扩增体系 20 μL：1 μL cDNA，上、下游引物
各 0.8 μL，10 μL 反应 MIX，7.4 μL ddH2O。反应程序为 95 ℃ 1 min；95 ℃ 10 s，60 ℃ 20 s，72 ℃
30 s，40 个循环。3 次重复，反应结束后分析荧光值变化曲线以及熔解曲线（Matsui et al.，2004；
Park et al.，2004）。试验数据用 ΔΔCT 法（Livak & Schmittgen，2001）分析，采用 Excel 2010 进行
绘图。
表 1 引物序列及 PCR 扩增片段大小
Table 1 Sequence of primers and sizes of PCR amplified products
用途
Use
编号
Code
正向引物
Forward primer
反向引物
Reverse primer
片段大小/bp
Product size
定量 RT-PCR qRT-PCR NR AAGAGACGGAATTCCAGGTTG GCGAAAAAGTGGGGAGAGAG 160
NIR CATTACTGCCAATGCTCGTG TTCTTTGTGGCAGGCATGTA 135
GS AGAAGTCTCCCCGAAGCTGT CCATGGCTCCATTAGAGCTG 117
AS TTAGGCGCAAACGTAGAAGTG TGAATTGTGTAACAGAGGGAAGC 199
GDH TAGGGGTTGGGAAGCCTAAG GGGAATGACAAAACCATTGC 139
UBI 扩增 UBI amplification UBI AGTAGATGACTGGATTGGAGGT GAGTATCAAAACAAAAGCATCG 150
cDNA 合成 cDNA synthesis P01 GCAGGACTGCAGCTGACTGACTACT30VN GACCAGTGGTATCAACGCAGAGTACGCGGG
2 结果与分析
2.1 叶面喷施氮肥对氮代谢基因表达的影响
2.1.1 硝酸还原酶基因（NR）
硝酸还原酶（Nitrate reductase，NR）是植物氮代谢的关键酶，NR 催化 NO3-转化生成 NO2-的过
程，是植物吸收利用 NO3-过程中的第 1 个酶，NR 可直接调节 NO3-的还原，从而调节氮代谢。由图
1 可以看出，成花期和果实转色期不同浓度的 5 种氮肥处理 6 h 后 NR 表达量都有明显升高，在成花
期，0.2%硝酸钠、硝酸铵、尿素和 0.4%硝酸钙处理后都达到最高值，至 48 h 仍维持在较高水平，
0.2%硫酸铵处理则在 24 h 达到最高值。在转色期，0.2%硝酸铵和硝酸钠处理后 NR 相对表达量与成
花期基本一致，0.4%尿素处理表达量上升最快，处理后相同浓度同一时间低于成花期；0.4%硝酸钙
处理效果较好，12 h 后达到最高值；硫酸铵处理后表达趋势与成花期相似。从两个时期 NR 相对表
达量水平来看，NR 响应硝态氮肥较为敏感，硝态氮能很好诱导 NR 表达量快速升高并维持在较高水
平，尿素处理后成花期相对表达量高于转色期，成花期硝酸钙处理在响应速度上早于转色期，说明
NR 的表达水平以及响应强度可以作为不同时期树体对尿素和硝酸钙需求的参考。

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图 1 葡萄成花期（左）和转色期（右）叶面喷施不同氮肥对硝酸还原酶基因（NR）表达的影响
Fig. 1 Effect of foliar applied different nitrogen fertilizers expression of genes encoding nitrate reductase（NR）in
early flowering period（left）and colour-changed period（right）

2.1.2 亚硝酸还原酶基因（NIR）
亚硝酸还原酶（Nitrite reductase，NIR）是还原亚硝酸盐的酶，是氮同化过程中第 2 个关键酶，
在高等植物叶片中，从 NO2-到 NH4+的同化在叶绿体中进行，通过电子供体铁氧还蛋白由亚硝酸还
原酶完成。由图 2 可以看出，两个时期不同浓度的 5 种氮肥处理 6 h 后 NIR 的相对表达水平均明显
升高，硝酸钙、硝酸钠处理使最为明显。相同浓度及相同时期，0.4%的硝酸钙、硝酸钠处理效果比
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0.2%和 0.6%的浓度处理更为显著，0.4%硝酸钙在处理 48 h 后仍能保持在较高水平，硝酸钠处理则
随时间的增长而逐渐降低。0.2%尿素处理，NIR 相对表达量在转色期高于成花期。0.2%硫酸铵两个
时期的处理都在 24 h 后达到最高值并保持较高水平。成花期 0.2%硝酸铵和转色期 0.4%硝酸铵处理
都能够显著诱导 NIR 的表达，但整体表达水平较低。从两个时期 NIR 的相对表达水平来看，硝态氮
肥更有利于诱导 NIR 相对表达量的快速升高，硫酸铵对 NIR 的诱导则相对较为延后，硝酸铵则是处
于二者之间，尿素在转色期对 NIR 的诱导比成花期更为显著，说明 NIR 的表达水平可以作为葡萄生
长后期对尿素需求的参考。


图 2 叶面喷施不同氮肥对葡萄成花期（左）和转色期（右）亚硝酸还原酶基因（NIR）表达的影响
Fig. 2 Effect of foliar applied different nitrogen fertilizers expression of genes encoding nitrite reductase（NIR）in
early flowering period（left）and colour-changed period（right）

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2.1.3 葡萄谷氨酰胺合成酶基因（GS）
谷氨酰胺合成酶（Glutamine synthetase，GS）是葡萄氮素同化的关键酶，也是把无机氮转变为
有机氮的第 1 个酶。由图 3 可以看出，不同浓度的 5 种氮肥处理 6 h 后 GS 表达量都有明显升高。在
成花与转色两个时期，0.2%尿素和 0.6%硝酸铵在处理 6 h 达到最高值，0.4%硝酸铵在处理 48 h 高于
0.6%硝酸铵处理，说明 0.4%硝酸铵更为适合。0.4%硝酸钙和硝酸钠处理对 GS 的诱导显著，在 12 h
达到最高表达水平，但处理效果较尿素和硝酸铵延后，硫酸铵处理 6 h 也达到最高值，与尿素、硝


图 3 叶面喷施不同氮肥对葡萄成花期（左）和转色期（右）谷氨酰胺合成酶基因（GS）表达的影响
Fig. 3 Effect of foliar applied different nitrogen fertilizers expression of genes glutamine synthetase（GS）in
early flowering period（left）and colour-changed period（right）
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酸铵相比其表达量水平较低。从两个时期 GS 相对表达水平来看，0.2%尿素和 0.4%硝酸铵更有利于
诱导 GS 表达，硝态氮的肥料硝酸钙和硝酸钠也能很好诱导 GS 表达，但在转色期响应强度稍差，铵
态氮中的硫酸铵效果最差，说明复合态的氮肥对 GS 的诱导效果明显。
2.1.4 天冬酰胺合成酶基因（AS）
天冬酰胺合成酶（asparagine synthetase，AS）是广泛存在于生物体内的一类氨基转移酶，以氨
根离子或谷氨酰胺及天冬氨酸为底物催化天冬酰胺的生物合成。由图 4 看出，不同浓度 5 种氮肥处
理 6 h 后 AS 的相对表达量明显升高，在两个时期中，对 AS 表达诱导显著的是 0.2%的硝酸铵、尿素、
硫酸铵，均在处理 6 h 后达到最高值，且至 48 h 仍能维持在较高水平，成花期 0.2%的硝酸钙处理比

图 4 叶面喷施不同氮肥对葡萄成花期（左）和转色期（右）天冬酰胺合成酶基因（AS）表达的影响
Fig. 4 Effect of foliar applied different nitrogen fertilizers expression of genes encoding asparagine synthetase（AS）in
early flowering period（left）and colour-changed period（right）

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转色期量要高，都是 24 h 达到最高值。0.4%硝酸钠处理后在 24 h 达到最高值，48 h 时在相同浓度
的所有氮肥中最高。从两个时期 5 种肥料处理对 AS 的相对表达水平的影响效果来看，0.2%的尿素、
硫酸铵和硝酸铵能够快速诱导 AS 的表达，0.4%的硝酸钠能够长时间使 AS 维持在较高表达水平。
2.1.5 天冬酰胺合成酶基因（GDH）
谷氨酸脱氢酶（Glutamate dehydrogenase，GDH）是生物界中广泛存在的一种多聚酶，在葡萄
等真核生物中 GDH 的合成作用已经转变为能量代谢的作用，通过其催化的转氨基作用，调控着细
胞内碳和氮流之间的分解代谢和合成代谢。由图 5 可见，两个时期不同浓度的 5 种氮肥处理 6 h 后
GDH 的相对表达量都有明显升高。0.2%的硝酸钙、尿素、硝酸铵和硫酸铵处理都在成花期显著升高，



图 5 叶面喷施不同氮肥对葡萄成花期（左）和转色期（右）谷氨酸脱氢酶基因（GDH）表达的影响
Fig. 5 Effect of foliar applied different nitrogen fertilizers expression of genes encoding glutamate dehydrogenase（GDH）in
early flowering period（left）and colour-changed period（right）
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硝酸钙、硝酸铵、硫酸铵处理 12 h 和尿素处理 24 h 达到最高，且至 48 h 仍能维持在较高水平，说
明硝酸钙、尿素、硝酸铵和硫酸铵增加 GDH 活性见效快且延续性较好。而硝酸钠对 GDH 的表达导
相对硝酸钙、尿素、硝酸铵和硫酸铵较低。5 种氮肥在转色期与成花期处理效果略有不同。在转色
期，GDH 的相对表达量均在施肥 6 h 后达到最高，且 0.2%的尿素处理整体表达水平高于成花期。0.2%
的硝酸钙、硝酸铵和硫酸铵都能使两个时期的 GDH 稳定维持在相对较高表达水平上，且尿素在转
色期的诱导效果更为显著。
2.2 施用 5 种氮肥对葡萄生长发育的影响
2.2.1 对叶片叶绿素含量的影响
由表 2 可以看出，喷施 0.2%氮肥的叶片叶绿素含量都在 24 h 达到最高，且成花期较转色期高，
其中又以硝酸钙效果最为明显，而在喷施硫酸铵后 48 h，急剧下降，甚至远低于清水对照。喷施 0.4%
氮肥，转色期处理较成花期叶片叶绿素含量高，除了硝酸钙和硝酸钠成花期处理在 12 h 达到最高水
平外，其余氮肥都在施用 24 h 后达到最高，硝酸铵和硫酸铵在成花期喷施后 48 h 效果仍较稳定，

表 2 喷施不同浓度的氮肥对叶绿素含量的影响
Table 2 Effect of foliar applied different N fertilizers on the chlorophyll content of the grape leaves
叶绿素/（mg · g-1）Chlorophyll 处理时期
Treatment period
浓度/%
Concentration
肥料
Fertilizer 6 h 12 h 24 h 48 h
05–02 （成花期 0（对照 Control） 水 H2O 2.57 ± 1.57 d 2.66 ± 0.37 f 2.69 ± 0.22 d 2.70 ± 0.07 e
Early flowering stage） 0.2 尿素 Urea 3.75 ± 0.06 a 3.764 ± 0.02 b 3.80 ± 0.11 c 3.53 ± 0.08 b
(NH4)2SO4 3.40 ± 0.03 c 3.40 ± 0.02 e 3.85 ± 0.05 c 2.21 ± 0.15 f
NH4NO3 3.30 ± 0.35 c 3.76 ± 0.05 d 3.81 ± 0.03 c 2.91 ± 0.05 d
Ca(NO3)2 3.55 ± 0.04 b 3.82 ± 0.01 a 5.10 ± 0.11 a 3.90 ± 0.03 a
NaNO3 3.41 ± 0.04 c 3.59 ± 0.08 c 4.51 ± 0.03 b 3.41 ± 0.12 c
0.4 尿素 Urea 3.20 ± 0.03 e 3.52 ± 0.51 b 3.82 ± 0.04 a 3.11 ± 0.08 c
(NH4)2SO4 3.53 ± 0.06 b 3.81 ± 0.20 a 3.81 ± 0.11 a 3.42 ± 0.04 b
NH4NO3 3.58 ± 0.12 a 3.85 ± 0.05 a 3.85 ± 0.05 a 3.42 ± 0.04 a
Ca(NO3)2 3.42 ± 0.05 c 4.04 ± 0.18 a 3.74 ± 0.12 a 3.16 ± 0.04 c
NaNO3 3.30 ± 0.04 d 3.90 ± 0.10 a 3.88 ± 0.09 a 2.73 ± 0.08 d
0.6 尿素 Urea 3.21 ± 0.09 b 3.28 ± 0.12 d 3.63 ± 0.07 c 2.82 ± 0.07 b
(NH4)2SO4 3.05 ± 0.06 c 3.60 ± 0.08 b 3.40 ± 0.01 d 2.36 ± 0.04 d
NH4NO3 3.41 ± 0.05 a 3.58 ± 0.05 b 3.83 ± 0.06 b 2.90 ± 0.35 b
Ca(NO3)2 3.19 ± 0.06 b 3.82 ± 0.03 a 4.21 ± 0.08 a 2.80 ± 0.04 b
NaNO3 3.55 ± 0.05 a 3.44 ± 0.08 c 3.72 ± 0.10 c 3.07 ± 0.10 a
08–17 （转色期 0（对照 Control） 水 H2O 2.74 ± 0.05 c 2.76 ± 0.05 d 2.71 ± 0.01 d 2.73 ± 0.03 d
Color turning period） 0.2 尿素 Urea 3.33 ± 0.10 b 3.42 ± 0.04 c 3.82 ± 0.05 b 3.12 ± 0.07 b
(NH4)2SO4 3.38 ± 0.02 a 3.60 ± 0.03 b 3.80 ± 0.04 b 2.24 ± 0.07 e
NH4NO3 3.28 ± 0.06 b 3.56 ± 0.06 b 3.70 ± 0.07 c 2.87 ± 0.09 c
Ca(NO3)2 3.36 ± 0.05 b 3.83 ± 0.05 a 4.16 ± 0.07 a 3.31 ± 0.08 a
NaNO3 3.40 ± 0.05 a 3.58 ± 0.05 b 4.09 ± 0.09 a 2.73 ± 0.03 b
0.4 尿素 Urea 3.68 ± 0.49 b 3.82 ± 0.06 b 3.85 ± 0.04 d 3.25 ± 0.05 c
(NH4)2SO4 3.63 ± 0.06 b 3.92 ± 0.07 ab 3.98 ± 0.07 d 2.24 ± 0.03 d
NH4NO3 3.71 ± 0.05 a 3.78 ± 0.07 b 4.11 ± 0.08 c 3.21 ± 0.10 c
Ca(NO3)2 3.37 ± 0.05 c 4.03 ± 0.06 a 4.82 ± 0.06 a 3.48 ± 0.07 b
NaNO3 3.43 ± 0.06 c 3.92 ± 0.10 ab 4.20 ± 0.10 b 3.72 ± 0.06 a
0.6 尿素 Urea 2.83 ± 0.05 b 3.36 ± 0.05 cd 3.66 ± 0.07 b 2.87 ± 0.08 b
(NH4)2SO4 3.10 ± 0.08 a 3.60 ± 0.08 b 3.37 ± 0.05 c 2.32 ± 0.08 d
NH4NO3 3.16 ± 0.08 a 3.52 ± 0.05 bc 3.69 ± 0.21 b 2.83 ± 0.09 bc
Ca(NO3)2 3.21 ± 0.06 a 3.75 ± 0.07 a 4.26 ± 0.10 a 2.90 ± 0.05 b
NaNO3 3.20 ± 0.07 a 3.38 ± 0.08 d 3.72 ± 0.10 b 3.03 ± 0.07 a
注：采用邓肯氏多重比较方法分析，不同字母表示处理间差异达到 5%显著水平。下同。
Note：Using Duncan’s multiple range test，different letters at the same sampling date mean significant at 5% level. The same below.


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而硝酸钙在转色期效果最好。喷施 0.6%的氮肥，在转色期和成花期喷施叶片叶绿素含量的影响差别
不大，除硫酸铵外，其余 4 种氮肥都是在喷施 24 h 后，达到最高，48 h 降低，但仍高于清水对照，
而硫酸铵在施用后 48 h，显著下降且低于清水对照。总的来说，0.4%氮肥处理对叶绿素含量增长效
果较好。喷施硝酸钙和尿素能够良好促进叶绿素增加，而喷施硫酸铵则相对效果较差。此外，树体
在不同发育时期对各种氮肥施用量的需求也有所差异，如在成花期喷施 0.2%的尿素能显著提高叶片
叶绿素含量，而在转色期喷施 0.4%的尿素效果较好，因此可以通过调节氮肥的不同浓度促进葡萄生
长发育。
2.2.2 对葡萄落花落果、葡萄新梢、叶面积增长率和果实大小的影响
成花期前 7 d 施肥后，于成花期后对花序与果穗的观察统计（表 3）发现，随着 5 种氮肥施用
浓度的增加，花序和果穗的落花率和落果率也呈升高趋势。其中，0.2%的尿素、0.2%的硝酸钙和 0.4%
的硝酸铵能够有效降低葡萄落花落果率。在葡萄成花期和转色期喷施不同浓度 5 种氮肥发现，随着
施用氮肥浓度的升高，其新梢增长率和叶面积增长率呈明显下降趋势（表 3）。因此，低浓度氮肥更
适宜新梢和叶片的生长。其中以喷施 0.2%的尿素和硝酸铵效果最为显著，硝酸钙和硝酸钠效果一般，
硫酸铵效果最差。成花期施用氮肥后的成熟果粒纵横径以及果粒质量都有显著性增加，其中 0.2%的
尿素、0.4%的硝酸钠对果实纵横径与单果质量的增加都有很好的效果（表 3）。

表 3 不同浓度氮肥对葡萄落花落果、新梢生长和果实大小指标的影响
Table 3 The impact of biology character of grape under different N fertilizers application
处理时期
Treatment
period
浓度/%
Concentration
肥料
Fertilizer
落花率/%
Petals rate
落果率/%
Fruit drop rate
新梢增长/%
Shoot increased
叶面积增长/%
Leaf size
increased
单粒质量/g
Single grain
weight
果实大小/
cm2
Fruit size
05–02（成花期 0（对照 Control）水 H2O 53.66±1.00 a 42.00±1.57a 8.00±1.00d 22.33±1.52d 6.64±0.22d 5.33±0.05d
Early flowering 0.2 尿素 Urea 40.66± 1.52 d 35.33±0.57ab 27.6±2.08a 86.33±2.08a 9.54±0.20a 7.52±0.06a
stage） (NH4)2SO4 42.66±1.52 d 39.00±1.00b 17.66±2.51c 54.00±1.52c 8.13±0.19c 6.37±0.15d
NH4NO3 43.00±2.00 c 35.66±1.52bc 27.00±2.00ab 86.66±2.08a 8.80±0.14c 7.51±0.04a
Ca(NO3)2 42.66±1.52 d 34.33±1.52d 22.33±1.52b 76.66±1.52b 8.52±0.07b 7.23±0.09b
NaNO3 45.66± 1.52 b 37.33±2.08cd 23.33±2.51ab 75.00±2.08b 8.20±0.04c 6.84±0.05c
0.4 尿素 Urea 43.66±1.52 cd 37.66±1.52bc 25.33±1.52a 75.33±3.51a 8.75±0.90b 7.44±0.01a
(NH4)2SO4 46.00±2.00 bc 39.66±2.51bc 14.00±1.00c 44.33±2.08c 7.59±0.15c 6.40±0.58c
NH4NO3 41.66±1.52 d 36.00±2.00c 20.33±1.52b 69.00±3.00b 8.69±0.17b 6.77±0.26c
Ca(NO3)2 48.00±1.00 b 41.33±1.51b 14.66±1.52c 65.33±2.51b 8.68±0.05b 6.86±0.02c
NaNO3 46.33±1.52 b 40.66±0.57c 16.66±1.52c 65.00±3.00b 8.94±0.54a 7.14±0.10b
0.6 尿素 Urea 51.33±1.52 a 41.33±0.57b 17.66±1.52b 48.33±2.51bc 7.73±0.24a 6.84±0.07a
(NH4)2SO4 48.33±0.57 b 42.00±2.00c 14.00±2.64c 30.11±2.08d 7.32±0.11b 5.76±0.22c
NH4NO3 44.33±2.08 d 37.66±1.2c 15.00±2.00ab 50.00±3.00a 7.38±0.17b 6.40±0.58b
Ca(NO3)2 47.66±0.57 c 42.33±1.52c 13.00±1.00c 45.66±2.01b 7.74±0.16a 6.41±0.51b
NaNO3 48.33±2.08 c 42.66±2.00b 16.33±1.15ab 46.33±3.00ab 7.75±0.08a 6.33±0.06b
08–17（转色期 0（对照 Control）水 H2O 6.33±1.00d 15.33±1.00d
Color turning 0.2 尿素 Urea 25.33±2.08a 76.66±1.51a
period） (NH4)2SO4 15.33±1.52c 45.66±2.51c
NH4NO3 26.33±1.52a 76.66±1.51a
Ca(NO3)2 20.00±2.00b 64.66±3.78b
NaNO3 21.66±2.08b 64.66±4.04b
0.4 尿素 Urea 22.33±2.08a 55.33±2.51a
(NH4)2SO4 12.00±1.52d 34.00±2.00c
NH4NO3 21.33±1.52ab 53.00±4.00a
Ca(NO3)2 16.66±2.00c 47.00±1.00b
NaNO3 18.33±2.08bc 46.33±1.00b
0.6 尿素 Urea 15.33±1.52b 30.33±2.08b
(NH4)2SO4 8.66±2.08b 29.00±2.00b
NH4NO3 17.33±1.52a 36.33±2.08a
Ca(NO3)2 14.66±2.08c 28.66±1.52b
NaNO3 15.66±1.52b 31.33±3.51b
王 剑，李炳锐，李晓鹏，朱旭东，朱传根，贾海锋.
利用葡萄氮代谢基因的表达评价不同氮肥肥效.
园艺学报，2016，43 (1)：1–14. 11
3 讨论
葡萄叶面施肥是补充土壤施肥不足的有效措施，具有用肥量小、利用率高、发挥作用快、效果
明显等特点（耿社青，1993；徐国华 等，1999；梁发辉 等，2003；李燕婷 等，2009）。有关氮肥
施用种类和施用量对葡萄生长及产量的影响己有许多报道（唐永胜，2008；车俊峰 等，2010；Jordan
et al.，2011；黄俊红 等，2012；魏猛 等，2014），但对于叶面施肥种类、时间、浓度多是根据经验，
没有按树体与养分的需求平衡供应，周丽慧等（2009）对水稻的研究发现，AS 基因的表达量可能与
水稻蛋白质含量相关联。金正勋等（2007）对水稻灌浆成熟期籽粒谷氨酰胺合成酶活性变化的研究
发现，GS 的活性与稻米的品质有很大关系，说明氮代谢关键基因在植物体内的表达量与植物生长
发育密切相关，可以成为探究果树生长对养分需要的依据。Miflin 和 Habas（2002）研究发现，小
麦的 3 个 AS 基因表达水平都在氮素压力下上调。本试验中通过对葡萄施用 5 种氮肥来研究葡萄氮
代谢关键基因的响应和生理性状变化探究葡萄合理施用氮肥的种类、时间和浓度，结果发现喷施不
同种类氮肥都能够对 5 个氮代谢基因表达量进行上调，但因 5 个氮代谢基因的代谢特点与时空特性
和 5 种氮肥含氮形式不同，不同基因对不同氮肥处理后的响应有所差别，如在氮代谢途径上游基因
NR 和 NIR 则易受到硝态氮氮肥硝酸钠和硝酸钙所诱导，复合形式的氮肥硝酸铵和尿素稍差，而位
于氮同化途径中中下游的基因 GS、AS 和 GDH 则易受到铵态氮和硝态氮的复合肥料硝酸铵和尿素的
诱导，硝态氮肥硝酸钙和硝酸钠次之，而单一铵态氮肥硫酸铵对 GS 的诱导表达最为不显著，这说
明铵态氮不利于 GS 的表达（陈胜勇 等，2008）。
从不同叶面喷肥处理后葡萄生理性状的统计分析得出，在成花期和转色期用不同氮肥对葡萄叶
片进行喷施都能有效提高叶片中的叶绿素含量，这与李灿东等（2014）研究发现的叶面喷施氮肥可
以有效提高大豆叶片叶绿素含量的结果一致。李霞等（2006）研究发现，硝态氮比例较高的营养供
给比铵态氮比例较高的营养供给更有利于黄檗幼苗的生长，叶片叶绿素含量升高。虽然不同氮肥都
能增加叶片叶绿素含量，但 0.2%的硝酸钙、尿素、硝酸钠在葡萄成花期对叶片叶绿素含量的升高更
加显著且持久，而 0.4%的尿素、硝酸钙、硝酸钠则在葡萄转色期对叶片叶绿素含量升高效果更好，
这可能是由于尿素和单一硝态氮的氮肥形式更有利于葡萄叶片叶绿素含量的升高，并且随着葡萄的
发育适当提高喷施氮肥浓度效果更好。叶面喷施不同氮肥同样能使葡萄叶面积和新梢得到增长（王
平荣 等，2009；车俊峰 等，2011；初建青 等，2012）。在成花前期喷施氮肥可有效减少落花落果
率，特别是硝酸钙对减少落花落果最为显著，可能与钙离子有助于减少落花落果有关（左鲜红，2010）。
杨阳等（2010）研究发现叶面喷施不同氮肥均有利于提高巨峰葡萄果实的单粒质量，铵态氮的增加
更有利于单果质量的增加。叶面喷施 5 种氮肥后，‘夏黑’葡萄单粒重质量和果实大小明显高于对照，
且说明叶面喷施尿素和硝酸铵更有利于提高葡萄果实的单粒质量和果实大小。通过基因与生理两方
面指标相互验证得出不同氮肥对氮代谢基因表达和对葡萄生理性状的影响体现出一致性，也体现了
氮代谢基因可以探究氮肥肥效与植物生长需求，为今后通过氮代谢基因表达的响应进行合理施肥，
最终达到葡萄优质丰产的目的。

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