水稻基、蘖、穗肥氮同化的品种间差异及α-酮戊二酸代谢调控研究

提高施肥技术和种植氮高效品种是提高氮肥利用效率的主要途径。目前，我国水稻氮肥的施用多采取基、蘖、穗肥的形式分次施用，因此，品种间氮肥利用的差异也必将反应在分次施用肥料的吸收、转运和转化上。α-酮戊二酸是氨初步同化的碳架，我们前期的研究发现α-酮戊二酸代谢强的水稻叶片含氮量高，但其与氮肥利用的关系并未明确。在本项目中，我们以前期筛选的氮肥利用差异的常规早籼稻品种（矮脚南特、广陆矮4号、中早22和中嘉早17）为材料，利用15N分别示踪基肥、蘖肥和穗肥氮的去向，通过分析植株内不同形态氮素的动态变化，研究基、蘖、穗肥氮的吸收、转运、转化规律；利用温度、外源α-酮戊二酸和抑制剂氟化钠改变α-酮戊二酸的代谢，研究它在水稻氮同化中的作用，探讨品种间基、蘖、穗肥的氮同化差异与α-酮戊二酸代谢的关系。研究结果，有助于明确水稻分次施用氮肥的吸收、利用、转化过程，解释品种间氮肥利用差异的机理。

提高施肥技术和种植氮高效品种是提高氮肥利用效率的主要途径。目前，我国水稻氮肥的施用多采取基、蘖、穗肥的形式分次施用，因此，品种间氮肥利用的差异也必将反应在分次施用肥料的吸收、转运和转化上，研究水稻基、蘖、穗肥的吸收利用的品种间差异，有助于解释品种间氮肥利用差异的机理，丰富水稻的氮肥施用的理论与技术。本项目中，我们筛选出氮肥利用差异的常规籼稻品种3个，其中泸科3号（HK3）为N肥低吸收效率品种，齐粒丝苗（QL）和双朝25（S25）为N肥高吸收效率品种（N低）为材料，利用15N分别示踪基肥、蘖肥和穗肥氮的去向。研究结果表明：1）不同生育期施用肥料的吸收利用率不同，基肥N的吸收率仅为10%- 36%；蘖肥N的吸收率为13%-42%；穗肥N的吸收率最高，为32% - 68%。2）氮低吸收的品种对基肥N的吸收明显低氮高吸收利用的品种，水稻对基肥N的吸收差异是导致水稻品种间氮肥吸收利用效率差异的主要原因。3）α-酮戊二酸做为氨初步同化的碳架，品种间基肥的氮同化差异与α-酮戊二酸代谢有关。水稻苗期叶面喷施α-酮戊二酸可促进水稻苗期生长。以α-酮戊二酸成分的“一种水稻苗期生长促进剂及施用方法”已申请发明专利并获授权（ZL 2013 1 0114313.5）。项目在实施过程中，发表论文4篇，授权专利1项。