玉米/大豆套作调控根瘤固氮的生理生化机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31671625
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C1310.麦类作物与玉米栽培学
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:于晓波; 张静; 文涛; 周涛; 陈平; 杜青;
- 关键词:
项目摘要
It is well know that nodule nitrogen fixation is an effective way for crops to utilize the nitrogen fertilizer in legume-cereal intercropping system. However, the mechanisms involve physiology and biochemistry are still unclear. Previously, we found the nitrogen utilization efficiency was significant increase in maize-soybean relay intercropping. Together, a important factors which impacts nitrogen fixation is the quality and nodule nitrogen fixation time of nodule. Here, we will use methods including environmental monitoring, enzyme activity detection and quantitative polymerase chain reaction (q-PCR) to research nodule nitrogen fixation under the different root interaction strength of maize and soybean. We will to test the root exudates component and the rhizobium diversity, and to define the parameters of nodules physiological and morphology. In addition,we are also to determine the reactive nitrogen specis(RNS), reactive oxygen species(ROS), NO scavenger (flavohaemolobin), superoxide dismutase (SOD) , catalase (CAT) and activity and dynamic variations of encoding of proteolytic enzymes in this research. Through the research, we hope to clarify the relationships between the soil environment and nodule senescence, and root exudates and nodule formation, and reveal the physiology and biochemistry mechanism involves nodule nitrogen fixationthe in maize-soybean relay intercopping system as well as offers opportunities for further utilize nitrogen efficiently. In addition, this study will provide theoretical basis to technical development for reduction of excessive nitrogen applications in agriculture.
豆科与禾本科间套作是提高资源利用率与生物固氮的有效途径,但其豆科固氮的生理生化机制尚不明确。本研究针对玉米/大豆套作的养分高效利用问题,先前研究发现,玉米/大豆套作可有效提高作物氮肥利用率与根瘤固氮能力,根瘤质量与固氮时间是影响其高效固氮的重要因素。在此基础上,本研究拟通过环境监测、酶活检测和qPCR等方法,对根系分泌物组分与根瘤菌多样性差异、根瘤形态结构与固氮生理参数、根区土壤环境与理化性质的动态变化进行深入研究,检测根瘤中活性氮与活性氧的含量以及NO清除剂(黄素血红蛋白)、抗氧化酶(SOD、CAT)与蛋白质降解酶(半胱氨酸蛋白酶)的含量、活性及其编码基因的表达差异,进一步阐明玉米/大豆套作下大豆根区土壤环境、根系分泌物变化与根瘤形成及衰老的关系,揭示根瘤高效固氮的生理生化机制。这将有助于完善禾豆间套作的氮高效利用理论,为间套作减肥增效技术研发提供理论依据。
结项摘要
本研究以玉米/大豆套作系统为研究对象,结合四年长期定位实验,通过环境监测、酶活检测和qPCR等方法,研究根区土壤通气环境、根系分泌物组分与根瘤菌多样性差异、根瘤形态结构与固氮生理参数的动态变化,检测根瘤中活性氮与活性氧的含量以及抗氧化酶活性及其编码基因的表达差异,阐明套作环境下大豆根瘤形成及延衰机制,为完善禾本科/豆科间套作系统减肥增效技术研发提供理论依据。.(1)玉米大豆套作改善了根区土壤通气环境、根系分泌特性及特异菌群多样性。提高大粒径(>5mm)土壤水稳性团聚体比率31.34%,增加土壤孔隙度1.33%、氧气含量1.73%和呼吸量54.52%,降低土壤容重1.68%。套作增强大豆黄酮分泌,共生期大豆黄素、染料木素分泌量提高85.0%和43.9%;但茉莉酸合成途径关键基因LOX10的表达量下调77.8%,其分泌量降低58.4%。套作降低大豆根际土壤的细菌多样性,不同大豆品种间的根瘤慢生型根瘤属的表达存在差异;除南豆12外,桂夏3号和nts1007在套作时的慢生根瘤菌属均呈下降趋势。.(2)玉米大豆套作改善了根瘤生长发育性状,提高了固氮能力。共生期大豆单株根瘤数量降低,但提高单个根瘤干重;恢复期套作根瘤直径(>0.2cm)显著大于单作。浇灌玉米根系分泌物,促进大豆黄酮合成基因GmIFS1及根系根瘤发育基因GmEXPB2的上调表达,显著提高南豆12单个根瘤干重及根系的总根长、根表面积、根体积及根干重;nifH上调表达1.07倍,提高根瘤固氮酶活性2.22倍。.(3)玉米大豆套作增强了根瘤抗衰老能力。套作提高根瘤的蔗糖含量,施氮有利于前期的蔗糖积累,但大量施氮会降低后期蔗糖含量,降低淀粉积累。通过增加后期抗氧化物酶基因(GmCAT4、GmSOD2)的表达及酶活性(CAT、SOD),提高抗氧化物质(GSH、AsA)的积累,适量施氮实现上下协同作用缓解根瘤蛋白质降解(GmCP2、GmCP15a),延迟NO升高,延缓根瘤衰老。
项目成果
期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
活性氧调控豆科植物早期结瘤的研究进展
- DOI:10.13930/j.cnki.cjea.180839
- 发表时间:2019
- 期刊:中国生态农业学报(中英文)
- 影响因子:--
- 作者:汪锦;陈平;杜青;张晓娜;周颖;任建锐;王甜;雍太文
- 通讯作者:雍太文
Effects of reduced nitrogen inputs on crop yield and nitrogen use efficiency in a long-term maize-soybean relay strip intercropping system.
长期玉米-大豆套作系统氮素投入减少对作物产量和氮素利用效率的影响
- DOI:10.1371/journal.pone.0184503
- 发表时间:2017
- 期刊:PloS one
- 影响因子:3.7
- 作者:Chen P;Du Q;Liu X;Zhou L;Hussain S;Lei L;Song C;Wang X;Liu W;Yang F;Shu K;Liu J;Du J;Yang W;Yong T
- 通讯作者:Yong T
减量施氮对玉米/大豆套作系统中作物氮素吸收及土壤氨氧化与反硝化细菌多样性的影响
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国农业科学
- 影响因子:--
- 作者:杜青;陈平;杨文钰;雍太文
- 通讯作者:雍太文
减量施氮对玉米-大豆套作系统土壤氮素氨化、硝化及固氮作用的影响
- DOI:10.3724/sp.j.1006.2018.01485
- 发表时间:2018-07
- 期刊:作物学报
- 影响因子:--
- 作者:雍太文;陈平;刘小明;周丽;宋春;王小春;杨峰;刘卫国;杨文钰
- 通讯作者:杨文钰
施氮量对玉米/大豆套作系统土壤微生物数量及土壤酶活性的影响
- DOI:10.13930/j.cnki.cjea.170335
- 发表时间:2017
- 期刊:中国生态农业学报
- 影响因子:--
- 作者:付智丹;周丽;陈平;杜青;庞婷;杨文钰;雍太文
- 通讯作者:雍太文
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
减量施氮对套作玉米大豆叶片持绿、光合特性和系统产量的影响
- DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2022.09.005
- 发表时间:2022
- 期刊:中国农业科学
- 影响因子:--
- 作者:李易玲;彭西红;陈平;杜青;任俊波;杨雪丽;雷鹿;雍太文;杨文钰
- 通讯作者:杨文钰
净、套作下大豆茎秆和籽粒糖氮动态规律研究
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:草业学报
- 影响因子:--
- 作者:刘沁林;李佳凤;范元芳;邓传蓉;雍太文;刘卫国;杨文钰;杨峰
- 通讯作者:杨峰
栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:中国生态农业学报
- 影响因子:--
- 作者:徐敏;雍太文;王小春;杨文钰
- 通讯作者:杨文钰
玉米-大豆带状套作中荫蔽及光照恢复对大豆生长特性与产量的影响
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:中国油料作物学报
- 影响因子:--
- 作者:雍太文;刘卫国;杨峰;杨文钰
- 通讯作者:杨文钰
四川地区玉米/大豆带状套作对大豆形态、叶绿素荧光特征及系统产量的影响
- DOI:10.13930/j.cnki.cjea.181014
- 发表时间:2019-06
- 期刊:中国生态农业学报(中英文)
- 影响因子:--
- 作者:陈元凯;冯铃洋;MuhammadAliRaza;范元芳;谌俊旭;雍太文;杨文钰;杨峰
- 通讯作者:杨峰
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
雍太文的其他基金
光氮介导带状套作大豆光合碳调控根瘤菌招募及结瘤固氮的生理机制
- 批准号:32372231
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
玉米/大豆套作氮素高效吸收的根系生理调控机制研究
- 批准号:31872856
- 批准年份:2018
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
玉米/大豆套作系统氮素高效利用的根际微生态机理研究
- 批准号:31271669
- 批准年份:2012
- 资助金额:82.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}