植物营养抗逆生理和抗旱叶面肥研究获突破

2011-1-13 09:24 来源: 科学时报
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  由西北农林科技大学生命学院博士张立新主持的“氮、钾、甜菜碱提高玉米抗旱性的机理研究和抗旱型叶面肥开发与示范”项目,近日在杨凌通过了由教育部组织的成果鉴定。专家一致认为,该研究达到国际先进水平。

  据介绍,氮、钾、甜菜碱调控是提高作物抗旱性的有效途径之一,其效果和作用机理受到植物生理生态和营养研究者的重视。但目前国内外尚未深入开展针对氮、钾、甜菜碱尤其是氮形态的玉米抗旱机理的系统研究工作。

  我国北方主要作物玉米对干旱胁迫比较敏感,在我国2000多万公顷玉米中有2/3为旱作玉米,经常因干旱造成严重的产量损失。国内外大量实践证明,氮、钾、甜菜碱的合理施用是提高作物抗旱性较为经济有效的重要措施之一。因此,从生物特性和生理反应等方面揭示氮、钾、甜菜碱增强玉米抗旱性的效果和机理,尤其是从干旱胁迫下甜菜碱累积及其效应的氮形态调控入手,揭示甜菜碱的代谢调控机理和介导甜菜碱累积的上游信号传递途径,并基于氮、钾、甜菜碱的抗旱效果开发和示范抗旱型叶面肥,对指导选育抗旱品种、高效利用氮素等具有理论和实践意义。

  该项目由张立新牵头,中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心和杨凌绿都生物科技有限公司等单位科研人员组成科研团队,从2002年至2010年,历时8年联合攻关,终于在植物营养抗逆生理和抗旱叶面肥研究领域取得了四方面突破:一是系统研究了氮、钾营养及甜菜碱的抗旱功能,揭示了甜菜碱独特的抗旱生理机制,发现甜菜碱的抗旱作用和品种的抗旱性无叠加效应;率先研究了硝态氮和铵态氮在玉米上的抗旱效果,证明硝态氮优于铵态氮,硝态氮对干旱敏感型品种效果突出。二是通过研究甜菜碱累积与甜菜碱醛脱氢酶(BDAH)活性和胆碱含量以及NO累积的关系,揭示了不同氮形态对甜菜碱累积的影响,探究了甜菜碱累积的信号传递途径。三是研究了两种抗旱性不同的夏玉米品种的生理生态参数的差异,提出了茎液pH、电导率(EC)、氧化还原电位(ORP)、脱落酸(ABA)含量也可作为评价玉米抗旱指标。四是研究开发了 6种抗旱型叶面肥,进行了中间试验及大田示范,完成中试240吨,销售收入480万元,企业年生产能力达到5000吨。该项目发表学术论文22篇,其中 SCI收录13篇,为玉米抗旱机理研究提供了重要的理论基础。