源庫對不同生長習性大豆固氮酶活性的影響

摘要：在正常的栽培條件下，豆科植物的生長階段需要供應大量的氮素，一般來說，根瘤是固定氮的主要來源，因此根瘤固氮酶的活性與豆科植物的生長有及其密切的關系。本文主要研究了源庫，包括摘莢、摘心和去葉三種方法對于不同生長習性大豆固氮酶活性的影響，本研究選擇的是有限型、亞有限型和無限型三種生長習性的大豆，結果不盡相同。

關鍵詞：源庫；大豆；固氮酶

酰脲是指尿囊素和尿囊酸，是大豆固氮反應的主要產物，因此可以根據酰脲的含量變化而觀察不同狀態下大豆固氮酶固氮能力的變化。有研究表明，去葉后，大豆固氮酶的活性明顯降低，而大豆植株的莖中酰脲含量明顯增加，這說明源庫產生變化后，大豆的根瘤固氮酶的活性也可能會發生一定的變化。本文主要研究的是不同生長習性的大豆固氮酶在進行摘英、摘心以及去葉處理后的生長變化，以及對大豆根瘤固氮酶活性的影響。

1.大豆根瘤固氮酶概述

大豆中的氮有三種來源，包括土壤和空氣中的氮以及根瘤固定的氮，這三種獲取氮的方式相輔相成，但是同時也相互制約著，一起為大豆植株的生長和發育過程提供氮素營養，其中大豆根瘤固氮量占所需氮量的大部分，但是豆科植物僅僅依靠大豆與根瘤菌的共生作用來固氮很難使大豆達到高產的目的。目前已經有不少研究表明，根瘤的固氮作用主要依靠大豆根瘤固氮酶，因此，固氮酶活性對大豆的生長發育有極其深遠的影響。大豆生長過程中，使用過多的氮肥會影響根瘤的生長，降低大豆的共生固氮作用，也大大降低了大豆的最終產量，因此應該少施氮肥，為根瘤菌的生長創造一個安全的環境。固氮酶的活性容易受到固氮產物的影響和調控，因此應當為固氮酶的生成提供好所需的營養物質，加強大豆植株的光合作用。

2.材料的選取

直接以田野間生長的大豆為研究對象，作為試驗材料，大豆的品種分別為無限型、亞有限型和有限型，這三個品種的大豆即為三種不同生長習性的大豆品種。之后對這些大豆植株進行預處理，處理方式如下：①摘莢處理：觀察大豆植株，開始結莢后要在盡量短的時間內分別將植株上所有的莢全部去掉，由于大豆植株仍然處于生長狀態，因此每隔一天處理一次新出現的幼莢，一直到試驗結束為止。②摘心處理：大豆植株主莖的尖端位置即為大豆植株的心，應當在盛花期時其剪掉。③去葉處理：去葉過程主要針對的是完全展開的復葉中兩側的小葉，在盛花期將小葉去掉，并且每隔一天都要處理一次，一直到試驗結束為止。④設置對照組，選擇正常生長的，與試驗植株生長情況、大小以及其他情況均相似的健康植株作為對照，在測量大豆根瘤固氮酶活性或幼莖中酰脲含量時可以作為參考。

3. 不同處理方式對三種生長習性大豆固氮酶活性的影響

3.1摘莢處理

摘莢處理后，因為莢皮具有很強的降解酰脲的能力，摘莢會直接降低酰脲的使用量，因此有限型和無限型的大豆植株根瘤固氮酶活性在一定時間之后均低于對照組，但是無限型大豆植株雖然失去莢，但是其本身的營養器官具有一定的補償作用，酰脲無法大量積累，因此摘莢處理過程對無限型大豆的根瘤固氮酶活性沒有較為明顯的影響。

3.2摘心處理

摘心處理能夠不同程度的降低三種生長習性的根瘤固氮酶活性，主要原因是摘心處理會使光合作用產物向根瘤端的運輸量減少，同時還會降低根瘤酰脲的利用率，導致根瘤酰脲的積累，從而降低了根瘤固氮酶的活性。

3.3去葉處理

去葉處理是去掉66%的小葉，這對三種生長習性的大豆根瘤固氮酶活性產生了相同趨勢的影響。去掉66%的小葉使光合作用的器官減少，從而導致向根瘤運輸的光合作用產物不足，使根瘤固氮酶的活性降低。因此，有限型和亞有限型大豆在處理后21天的根瘤固氮酶活性比對照稍有增加，其他時間均低于對照。

4.不同處理對三種生長習性大豆莖中酰脲含量的影響

4.1摘莢處理

相繼摘莢處理對三種生長習性的大豆幼莖中酰脲含量產生不同的影響，有限型、亞有限型和無限型大豆植株摘莢后幼莖中酰脲的含量總平均值分別比對照增加21%、12%和1%，由此可見，摘莢處理對無限型大豆幼莖中酰脲含量沒有明顯的影響。

4.2摘心處理

摘心處理后的植株下部分莖中的酰脲含量相較于對照植株來說有了顯著的提高，主要原因可能是摘除莖生長點后，植株不再向上生長，利用酰脲的器官減少，因此下部分的莖中積累了大量的酰脲。有限型、亞有限型大豆植株的酰脲含量比對照分別增加了70%和85%，無限型大豆植株酰脲含量相對于前兩個雖然增加的較少，但是比對照還是增加了48%。

4.3去葉處理

去葉處理后，有限型大豆植株幼莖中酰脲的含量比對照組有了明顯的增加，總平均值比對照增加了47%，無限型大豆植株幼莖中的酰脲含量與對照組相比變化不大，增加了約6%，但是亞有限型大豆植株去葉處理后幼莖中的酰脲含量總平均值比對照降低了6%。

可能原因是無限型和亞有限型大豆植株幼莖中的酰脲被不斷利用，因此不能大量積累，而有限性植株的干物質補償性積累能力差，酰脲的利用率較低，因此得到了大量積累。

結語

摘心和去葉的限源方法主要用于減少光合作用的產物，雖然這種方式能夠降低三種不同生長習性的大豆固氮酶活性，但是降低的程度卻各不相同。摘莢處理可以降低有限型和亞有限型大豆的固氮酶活性，并且能夠使幼莖中的酰脲含量增加，但是對無限型大豆沒有明顯作用；去葉處理只能夠增加有限型大豆幼莖中的酰脲含量；摘心處理能夠明顯增加三種大豆幼莖中的酰脲含量；三種處理方式均能使三種生長習性的大豆固氮酶活性降低。

參考文獻：

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