光強度、氮素與通氣處理對水稻幼苗氮素吸收及同化之影響

Effects of Light Intensity, Nitrogen and Aeration on Nitrogen Uptake and Assimilation in Rice Seedlings

王揭晴(Chieh-Ching Wang)

指導教授 ： 王淑珍

國立臺灣大學/生物資源暨農學院/農藝學研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2013.01831

摘要

氮素為植物最重要的營養元素之一，氮素同化對於作物發育及產量有極大的影響，本研究之主要目的為了解不同光強度對於水稻幼苗氮素吸收及同化的影響，並進一步探究光強度與養液氮素於調控氮源轉運蛋白及氮素同化酵素活性之交感作用，以及水耕液通氣處理對水稻幼苗氮素同化之影響。將催芽3天後的水稻幼苗置入生長箱中並處理不同光強度至第12天，研究結果顯示，高光強 (450 μmol m-2 s-1) 下生長的水稻幼苗相較於低光強 (50 μmol m-2 s-1) 處理生長勢較佳、銨硝態氮吸收效率上升、根部屬於高親和轉運系統之硝酸轉運蛋白OsNRT2.1、OsNRT2.2及銨轉運蛋白OsAMT1.1基因表現量上升、地上部及根部硝酸鹽還原酶 (Nitrate reductase; NR )和穀氨醯胺還原酶 (Glutamine synthetase; GS) 酵素活性上升、蛋白質及可溶性醣類含量增加。低光下養液外加蔗糖或2-OG之試驗發現，NR及GS活性皆會受誘導而增強。此外，高光強生長下之幼苗處理光合作用抑制劑DCMU時， NR和GS活性降低，如同低光強條件下生長之幼苗一般，而處理DCMU後再外加蔗糖則酵素活性會再受誘導而上升，因此推測高光強促進水稻幼苗氮素同化是透由光合產物（如：蔗糖）所調控。高光強下，缺氮處理會抑制NR和GS活性、降低蛋白質含量，缺氮下可溶性醣類分配至根部累積而促進根生長，但在低光強下氮濃度之影響不顯著。以銨態氮為單一氮源培養之水稻苗根系重量低於混合氮源栽培苗，而全硝酸態氮處理促進水稻根系延長，相較於銨或硝之單一氮源，混合氮對於根部NR及GS活性在高光強下具促進效果。此外，通氣處理可增進水稻幼苗對銨硝態氮之吸收及GS活性，進而促進生長。

關鍵字

光強 ； 氮素吸收 ； 氮素同化 ； 通氣 ； 水稻

並列摘要

無資料

並列關鍵字

light intensity ； nitrogen uptake ； nitrogen assimilation ； aeration ； rice

參考文獻

鍾萍 (2012)不同溫度及營養元素對水稻蔗糖轉運蛋白基因表現之影響。國立台灣大學生物資源暨農學院系碩士論文。

Araki R, Hasegawa H, Hasegawa H (2006) Expression of rice (Oryza sativa L.) genes involved in high-affinity nitrate transport during the period of nitrate induction. Breeding Science 56: 295-302

Ashraf M (1999) Interactive effect of salt (NaCl) and nitrogen form on growth, water relations and photosynthetic capacity of sunflower (Helianthus annuus L.). Annals of Applied Biology 135: 509–513

Balkos KD, Britto DT, Kronzucker HJ (2010) Optimization of ammonium acquisition and metabolism by potassium in rice (Oryza sativa L. cv. IR-72). Plant Cell and Environment 33: 23–34

Bradford MM (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry 7: 248-254