楸树是我国珍贵用材树种,也是国家储备林树种之一,由于近年来国家致力于建设干旱和土壤贫瘠地区,因此需要选育利用抗逆性强、氮素效率高的楸树无性系。本研究在正常氮素条件下对18个楸树无性系进行评价,初Transiliac bone biopsy步筛选出氮高效型和氮低效型无性系各2个。以筛选出的4个楸树无性系为试验材料,测定低氮胁迫后的生长性状和氮素效率,最终获得氮高效型无性系015-1和氮低效型无性系1-1,并从根系形态、光响应曲线和二氧化碳响应曲线、叶绿素荧光和氮代谢相关酶活等方面来揭示楸树氮高效的生理机制。主要结果如下:(1)正常氮素条件下,18个无性系苗高、地径、生物量和氮素效率差异达显著水平(P<0.01),各性状的表型变异系数变化范围为8.10%～55.65%;各指标重复力变化范围为0.53～0.91;相关性分析结果表明,氮素吸收效率与茎生物量和植株生物量呈极显著正相关水平,氮素吸收效率、氮素利用效率与施氮效率和茎施氮效率呈显著正相关水平;综合评价法以生物量、氮素吸收效率和氮素利用效率为指标,筛选出正常氮素条件下氮高效型无性系22-03和015-1,氮低效型无性系5-2和1-1。(2)对筛选出的4个楸树无性系22-03、015-1、5-2和1-1进行低氮胁迫后,方差分析结果表明无性系间大多性状均存在极显著差异(P<0.01),不同处理间各性状差异极显著(P<0.01);无性系015-1在低氮条件下苗高、地径和生物量较正常氮素下降低幅度较小,无性系1-1降低幅度较大;无性系015-1的氮素利用效率、氮素吸收效率和施氮效率较正常氮条件下增加幅度较大,1-1增加幅度较小;综合耐低氮系数法评价结果为无性系015-1的综合耐低氮系数最大,无性系1-1的综合耐低氮系数最小,从而选出015-1为氮高效型无性系,1-1为氮低效型无性系。(3)对氮高效型无性系和氮低效型无性系进行根系形态差异分析,结果表明,氮高效型无性系的总根长、根表面积、平均根直径、根体积和根尖数较均小于氮低效型无性系,氮高效型无性系的0.5～1.0 mm的细根总长Alisertib浓度、根体积和根尖数均小于无性系1-1,其他性状无显著差异。由此可知,氮低效型无性系根系形态对低氮胁迫的响应度更大,说明氮高效无性系控制根系对营养物质的过多吸收,将更多的物质运送到地上部供其生长,而氮低效型无性系为了吸取更多的营养成分供自身生长需要,所以不断的增大根表面积www.selleck.cn/products/emricasan-idn-6556-pf-03491390、根长和根尖数等,从而维持植物的生命。(4)对氮高效型无性系和氮低效型无性系进行光响应曲线和二氧化碳响应曲线差异分析,结果表明,氮高效型无性系的净光合速率、光饱和点、最大电子传递速率和最大羧化效率的均大于氮低效型无性系。说明氮高效型无性系缓解低氮胁迫对植株光合作用影响的能力较氮低效无性系强,从而使得较高的氮素含量在植物体内所积累,从而维持了相对较高的净光合速率。(5)对氮高效型无性系和氮低效型无性系进行叶绿素含量和叶绿素荧光差异分析,结果表明,氮高效型无性系的光化学淬灭系数、电子传递速率、实际光能转化效率和非调节性能量耗散高于氮低效型无性系。说明氮高效型无性系能为暗反应过程的碳同化提供更多能量,促进有机物的积累,增加光合效率。(6)对氮高效型无性系和氮低效型无性系进行氮代谢相关酶活差异分析,结果表明,氮高效型无性系的叶片和根系的硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均高于氮低效型无性系。说明说明氮高效型无性系有更强的NO_3~-的同化能力和同化铵态氮的能力。