源库对不同生长习性大豆固氮酶活性的影响

摘要：在正常的栽培条件下，豆科植物的生长阶段需要供应大量的氮素，一般来说，根瘤是固定氮的主要来源，因此根瘤固氮酶的活性与豆科植物的生长有及其密切的关系。本文主要研究了源库，包括摘荚、摘心和去叶三种方法对于不同生长习性大豆固氮酶活性的影响，本研究选择的是有限型、亚有限型和无限型三种生长习性的大豆，结果不尽相同。

关键词：源库；大豆；固氮酶

酰脲是指尿囊素和尿囊酸，是大豆固氮反应的主要产物，因此可以根据酰脲的含量变化而观察不同状态下大豆固氮酶固氮能力的变化。有研究表明，去叶后，大豆固氮酶的活性明显降低，而大豆植株的茎中酰脲含量明显增加，这说明源库产生变化后，大豆的根瘤固氮酶的活性也可能会发生一定的变化。本文主要研究的是不同生长习性的大豆固氮酶在进行摘英、摘心以及去叶处理后的生长变化，以及对大豆根瘤固氮酶活性的影响。

1.大豆根瘤固氮酶概述

大豆中的氮有三种来源，包括土壤和空气中的氮以及根瘤固定的氮，这三种获取氮的方式相辅相成，但是同时也相互制约着，一起为大豆植株的生长和发育过程提供氮素营养，其中大豆根瘤固氮量占所需氮量的大部分，但是豆科植物仅仅依靠大豆与根瘤菌的共生作用来固氮很难使大豆达到高产的目的。目前已经有不少研究表明，根瘤的固氮作用主要依靠大豆根瘤固氮酶，因此，固氮酶活性对大豆的生长发育有极其深远的影响。大豆生长过程中，使用过多的氮肥会影响根瘤的生长，降低大豆的共生固氮作用，也大大降低了大豆的最终产量，因此应该少施氮肥，为根瘤菌的生长创造一个安全的环境。固氮酶的活性容易受到固氮产物的影响和调控，因此应当为固氮酶的生成提供好所需的营养物质，加强大豆植株的光合作用。

2.材料的选取

直接以田野间生长的大豆为研究对象，作为试验材料，大豆的品种分别为无限型、亚有限型和有限型，这三个品种的大豆即为三种不同生长习性的大豆品种。之后对这些大豆植株进行预处理，处理方式如下：①摘荚处理：观察大豆植株，开始结荚后要在尽量短的时间内分别将植株上所有的荚全部去掉，由于大豆植株仍然处于生长状态，因此每隔一天处理一次新出现的幼荚，一直到试验结束为止。②摘心处理：大豆植株主茎的尖端位置即为大豆植株的心，应当在盛花期时其剪掉。③去叶处理：去叶过程主要针对的是完全展开的复叶中两侧的小叶，在盛花期将小叶去掉，并且每隔一天都要处理一次，一直到试验结束为止。④设置对照组，选择正常生长的，与试验植株生长情况、大小以及其他情况均相似的健康植株作为对照，在测量大豆根瘤固氮酶活性或幼茎中酰脲含量时可以作为参考。

3. 不同处理方式对三种生长习性大豆固氮酶活性的影响

3.1摘荚处理

摘荚处理后，因为荚皮具有很强的降解酰脲的能力，摘荚会直接降低酰脲的使用量，因此有限型和无限型的大豆植株根瘤固氮酶活性在一定时间之后均低于对照组，但是无限型大豆植株虽然失去荚，但是其本身的营养器官具有一定的补偿作用，酰脲无法大量积累，因此摘荚处理过程对无限型大豆的根瘤固氮酶活性没有较为明显的影响。

3.2摘心处理

摘心处理能够不同程度的降低三种生长习性的根瘤固氮酶活性，主要原因是摘心处理会使光合作用产物向根瘤端的运输量减少，同时还会降低根瘤酰脲的利用率，导致根瘤酰脲的积累，从而降低了根瘤固氮酶的活性。

3.3去叶处理

去叶处理是去掉66%的小叶，这对三种生长习性的大豆根瘤固氮酶活性产生了相同趋势的影响。去掉66%的小叶使光合作用的器官减少，从而导致向根瘤运输的光合作用产物不足，使根瘤固氮酶的活性降低。因此，有限型和亚有限型大豆在处理后21天的根瘤固氮酶活性比对照稍有增加，其他时间均低于对照。

4.不同处理对三种生长习性大豆茎中酰脲含量的影响

4.1摘荚处理

相继摘荚处理对三种生长习性的大豆幼茎中酰脲含量产生不同的影响，有限型、亚有限型和无限型大豆植株摘荚后幼茎中酰脲的含量总平均值分别比对照增加21%、12%和1%，由此可见，摘荚处理对无限型大豆幼茎中酰脲含量没有明显的影响。

4.2摘心处理

摘心处理后的植株下部分茎中的酰脲含量相较于对照植株来说有了显著的提高，主要原因可能是摘除茎生长点后，植株不再向上生长，利用酰脲的器官减少，因此下部分的茎中积累了大量的酰脲。有限型、亚有限型大豆植株的酰脲含量比对照分别增加了70%和85%，无限型大豆植株酰脲含量相对于前两个虽然增加的较少，但是比对照还是增加了48%。

4.3去叶处理

去叶处理后，有限型大豆植株幼茎中酰脲的含量比对照组有了明显的增加，总平均值比对照增加了47%，无限型大豆植株幼茎中的酰脲含量与对照组相比变化不大，增加了约6%，但是亚有限型大豆植株去叶处理后幼茎中的酰脲含量总平均值比对照降低了6%。

可能原因是无限型和亚有限型大豆植株幼茎中的酰脲被不断利用，因此不能大量积累，而有限性植株的干物质补偿性积累能力差，酰脲的利用率较低，因此得到了大量积累。

结语

摘心和去叶的限源方法主要用于减少光合作用的产物，虽然这种方式能够降低三种不同生长习性的大豆固氮酶活性，但是降低的程度却各不相同。摘荚处理可以降低有限型和亚有限型大豆的固氮酶活性，并且能够使幼茎中的酰脲含量增加，但是对无限型大豆没有明显作用；去叶处理只能够增加有限型大豆幼茎中的酰脲含量；摘心处理能够明显增加三种大豆幼茎中的酰脲含量；三种处理方式均能使三种生长习性的大豆固氮酶活性降低。

参考文献：

[1]孙福东，冯乃杰，郑殿峰，等.不同生长调节剂对无限结荚习性大豆蔗糖积累及转化酶活性的影响[J].大豆科学，2015，02：271-276.

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