硝酸还原酶产生的NO对不同氮素利用率水稻根系生长影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

氮素营养影响植物的各种生理功能，包括新陈代谢、养分分配、生长发育。植物可以通过调节其养分吸收能力和通过改变其新陈代谢和形态特征来适应巨大的氮素养分供应波动，如改变其根系形态[1]。在模式植物拟南芥中已经证明了外源硝酸盐对其根系生长产生的双重影响[2]。

(1)充分供应硝酸盐对侧根的生长有局部的刺激作用。

(2)在萌发后阶段，同样高的硝酸盐浓度对侧根原始细胞有系统性的抑制做用[3]。

2. 研究的基本内容和问题

本次实验研究的主要问题是探究硝酸还原酶（NR）途径产生的NO对不同氮肥利用率的水稻根系产生的影响。不同利用率的水稻在已有的研究资料中表明，其对硝酸盐的应答是不同的，本次实验，我们主要通过研究NR途径产生的NO对根系系统中不定根和侧根的生长产生的影响，进而分析NO对无机氮素营养的吸收能力的影响。

3. 研究的方法与方案

一、植物材料和生长过程：

两种水稻品种（cvs南光和elio），它们是从177株日本晴中根据其在相同的田间实验条件下对n供应产生不同的反应而挑选出来的。cv.南光是一种高硝酸盐应答并且有较高的nue的水稻品种，而elio正好相反。

cvs.南光和elio在温室中受自然光照，发苗生长，昼夜温度分别为30c和18c。发苗七天后将其移苗至带盖周转箱，要求幼苗形态活力基本一致。（每个水培箱有4个孔洞，每个空洞生长3株幼苗）转入水培箱供应四分之一营养液和半营养液各两天，而后供应全营养14天。幼苗供应的氮素分为两种比例，一种nh4 -n/no3--n比例为100/0，一种为75/25。通过供应1.43毫摩尔的(nh4)2so4或者混合供应(nh4)2so4和nh4no3。

根据国际水稻研究所（irri）规定的水稻营养液配方（mm）：0.3kh2po4,0.35k2so4,1.0cacl2,1.0mgso47h2o,0.5na2sio3,and(m)20.0fe-edta,9.0mncl2,0.39(nh4)6mo7o24,20.0h3bo3,0.77znso4,and0.32cuso4;ph5.5.

每一个水培箱都加入硝化抑制剂（双氰胺，7.0μm）用以抑制nh4 的氧化。水培箱的营养液每天都要更换，这样单独供应nh4 的培养液中就不会产生硝酸盐。处理十四天后收获。每个处理按随机设计原则做4个平行处理以避免边缘效应。此外，所有的实验包括三个独立的生物学重复。

4. 研究创新点

（1）在水稻根系中，由于水稻更喜欢铵态氮，大多数研究主要针对铵态氮对水稻生长的影响，而忽略了水稻生长过程中，硝态氮也可作为有效氮源为水稻吸收利用。

（2）由于硝酸还原酶而产生的no对植物根系的影响很明显是存在的，但是研究并不深入，如果能明确探究出no是如何对水稻根系的生长产生影响的，对水稻的生产有重要的知道性意义。

（3）采用低nue的水稻品种和高nue的水稻品种互相对照进行实验。

5. 研究计划与进展

2015年3月到4月：

1.两种水稻品种（cvs南光和elio）的选种

2.不同品种水稻的发苗育苗