韋 悅，張翠平，郭 雙，盧克歡，吳能表

(1.西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，重慶 400715； 2.三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715)

兩種形態(tài)氮素及其配比對(duì)顛茄生長和氮代謝的影響

韋 悅1，2，張翠平1，2，郭 雙1，2，盧克歡1，2，吳能表1，2

(1.西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，重慶 400715； 2.三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715)

本研究采用砂培、澆灌營養(yǎng)液方法種植顛茄(Atropabelladonna)，研究不同銨硝配比(0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0)在不同處理時(shí)間(7、14、21、28 d)對(duì)顛茄干重、葉綠素和主要含氮化合物含量以及氮代謝關(guān)鍵酶活性的影響，為顛茄的合理施肥、科學(xué)種植提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，顛茄葉片葉綠素、游離氨基酸(FAA)及可溶性蛋白(SP)含量隨銨態(tài)氮比例增加而升高，其中葉綠素、FAA含量在銨硝比75∶25時(shí)最高，SP含量在銨硝比50∶50時(shí)最高，但這種影響在不同處理時(shí)間表現(xiàn)并不相同；整個(gè)處理期內(nèi)，全硝營養(yǎng)下顛茄地上部和地下部干重明顯高于銨硝混合處理及全銨處理，且葉片硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性較高，硝態(tài)氮含量也最高。綜上，增加硝態(tài)氮含量能夠促進(jìn)顛茄干物質(zhì)的積累以及NR和GS活性，合理補(bǔ)充銨態(tài)氮?jiǎng)t能提高葉片葉綠素、FAA及SP含量，因此銨硝結(jié)合供氮且銨硝配比為25∶75更有利于顛茄的生長和氮素代謝。

銨硝配比；顛茄；氮代謝；含氮化合物；硝酸還原酶；谷氨酰胺合成酶

顛茄(Atropabelladonna)為茄科(Solanaceae)顛茄屬的多年生草本植物，又名“野山茄”、“顛茄草”，是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大的藥用植物，其主要有效成分是莨菪堿(天仙子胺)、東莨菪堿(莨菪胺)和阿托品(顛茄堿)等托品烷類生物堿(tropane alkaloids，TAs)。莨菪堿和東莨菪堿已在臨床上被廣泛應(yīng)用，它們的作用主要是抗膽堿能神經(jīng)傳導(dǎo)或阻滯副交感神經(jīng)[1]。已有研究以顛茄種子為外植體建立了顛茄快速繁殖體系，為顛茄的培育提供了新方法[2]。隨著毛狀根培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的學(xué)者開始以顛茄毛狀根為材料研究其生物堿代謝的機(jī)制，并克隆出了顛茄生物堿代謝途徑中的關(guān)鍵酶基因[3-5]，極大地幫助人們了解顛茄的次生代謝特性。在多年種植經(jīng)驗(yàn)和研究的基礎(chǔ)之上，楊吉福等[6]對(duì)顛茄的栽培技術(shù)作了總結(jié)，為顛茄的田間管理提供指導(dǎo)。然而，關(guān)于顛茄種植過程中礦質(zhì)營養(yǎng)對(duì)顛茄生長和生理生化特性的影響卻鮮有報(bào)道。

氮素是植物生長發(fā)育所必需的礦質(zhì)元素，也是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素、酶、維生素、生物堿和一些植物激素等結(jié)構(gòu)和功能大分子的重要組分。銨態(tài)氮(NH4+-N)和硝態(tài)氮(NO3--N)同為植物最重要的無機(jī)氮源，它們卻對(duì)植物有著不同的影響[7]。研究顯示，單純供應(yīng)NH4+-N往往會(huì)抑制K+和Ca2+的吸收，甚至帶來銨毒害，抑制植物的生長；而單純供應(yīng)NO3--N則會(huì)影響Fe2+和其它微量元素的吸收以及葉綠素的合成，對(duì)于蔬菜作物而言，還可能使其可食用部分硝酸鹽累積量偏高，降低其營養(yǎng)價(jià)值[8]。對(duì)藥用植物夏枯草(Prunellavulgaris)、黃檗(Phellodendronamurense)來說，NO3--N有利于它們的生長并提高了光合色素含量[9-10]。對(duì)五味子(Schisandrachinensis)的研究結(jié)果表明，NH4+-N促進(jìn)了五味子生長前期地上部生物量的積累，而NO3--N則對(duì)五味子后期的生長更為有益[11]?？梢?，不同種類植物對(duì)氮素形態(tài)的喜好不同，雖然大多數(shù)植物在混合氮源比單一氮源中生長效果好，但混合氮源的最佳比例也會(huì)因植物種類和發(fā)育時(shí)期不同而相異[12]。因此，本研究通過分析銨態(tài)氮和硝態(tài)氮素處理下顛茄生長和氮代謝相關(guān)生理指標(biāo)在不同處理時(shí)間的變化，探索顛茄對(duì)氮素的吸收機(jī)制，以期為顛茄氮肥的合理施配提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

顛茄種子購買于湖南永州。將顆粒飽滿的種子浸泡于50 mmol·L-1的赤霉素溶液中，2 d后取出，于暗培養(yǎng)箱內(nèi)(溫度25 ℃，濕度60%)，平鋪在濕潤的濾紙上待萌發(fā)，期間保持濾紙濕潤。7 d后將萌發(fā)的種子播種到盛有充分混勻介質(zhì)(珍珠巖∶蛭石=1∶2)的營養(yǎng)缽(12 cm×13 cm)中，每盆4株，共300盆，每7 d澆灌一次基本營養(yǎng)液，培養(yǎng)30 d后進(jìn)行銨態(tài)氮和硝態(tài)氮處理。基本營養(yǎng)液中大量元素采用Hoagland營養(yǎng)液配方，微量元素采用Arnon營養(yǎng)液配方，pH 6.0[13]。所用試劑均為分析純(AR)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在總氮量(15 mmol·L-1)一致的條件下，設(shè)置5個(gè)NH4+-N∶NO3--N處理(表1)，其中NH4+-N由(NH4)2SO4提供，NO3--N由Ca(NO3)2和KNO3提供，其它營養(yǎng)元素與基本營養(yǎng)液相同。所有處理液中均加入7 μmol·L-1硝化抑制劑二氰胺(DCD)，以防營養(yǎng)液中NH4+轉(zhuǎn)化為NO3-[14]。每7 d澆灌一次處理液，每盆100 mL，期間適量澆水，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。在不同處理時(shí)間對(duì)相關(guān)生理指標(biāo)進(jìn)行測定，分別于處理后7、14、21和28 d進(jìn)行隨機(jī)采樣。

表1 不同形態(tài)氮素配比處理Table 1 Treatments of proportion of different nitrogen forms

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干重的測定 顛茄生長30 d后開始處理，并于處理后的7、14、21和28 d分別取樣，每處理隨機(jī)取樣6株。將植株洗凈擦干，其中3株置于烘箱中80 ℃烘干至恒重，再分別稱量其地上部和地下部干重；其余植株用液氮速凍，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 葉綠素含量測定 葉綠素含量測定參照張憲政[15]的方法，使用丙酮-乙醇混合液法。

1.3.3 氮代謝生理指標(biāo)測定 可溶性蛋白(SP)含量采用考馬斯亮藍(lán)(G-250)染色法測定[16]；游離氨基酸(FAA)含量采用茚三酮顯色法測定[16]；硝態(tài)氮含量采用水楊酸比色法測定[16]。硝酸還原酶(NR)活性按照南京建成生物工程研究所的試劑盒 (A096)方法進(jìn)行測定。谷氨酰胺合成酶(GS)活性按照蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的谷氨酰胺合成酶測試盒進(jìn)行測定，GS活力單位U定義為每克組織在每毫升反應(yīng)體系中每分鐘使540 nm下吸光值變化0.01。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有指標(biāo)均設(shè)置3個(gè)重復(fù)，使用Microsoft Excel(2007)和SPSS 22.0對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用One-way ANOVA對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan新復(fù)極差法比較相同處理不同處理時(shí)間下的差異和相同處理時(shí)間不同處理間的差異，顯著水平為0.05。利用Origin 8.0進(jìn)行繪圖。數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(X±SE)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 銨態(tài)氮和硝態(tài)氮對(duì)顛茄生長的影響

兩種形態(tài)氮素及配比營養(yǎng)條件下顛茄的生長狀況明顯不同(圖1)。氮素對(duì)顛茄莖葉和根部的生長有著相似的影響,隨著硝態(tài)氮比例的增加，顛茄莖葉和根部干重都逐漸升高，其中除7 d外，其它處理時(shí)間地上部分莖葉干重在全硝營養(yǎng)(T1)下最高，顯著高于T3，T4和T5(P<0.05)；在28 d時(shí)根部干重在銨硝比25∶75(T2)時(shí)最高，顯著高于其它處理。從整個(gè)處理期看來，T1、T2植株生長迅速，它們的地上部干重在處理28 d時(shí)分別是處理7 d時(shí)的4.5和3.0倍，地下部干重分別是處理7 d時(shí)的3.3和3.5倍；而T4、T5在處理28 d時(shí)地上部干重僅分別是處理7 d時(shí)的1.9和1.8倍，地下部干重增長也較少，說明提高硝態(tài)氮的比例能促進(jìn)顛茄的生長。

2.2 銨態(tài)氮和硝態(tài)氮對(duì)顛茄葉綠素含量的影響

不同處理時(shí)期兩種氮形態(tài)及配比下顛茄葉片中葉綠素含量變化不同(表2)。處理初期(7和14 d)T5葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量最高，其中葉綠素a和總?cè)~綠素含量顯著高于其它處理(P<0.05)，T1、T2和T4則緊隨其后，T3的葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量最低；隨著處理天數(shù)的增加，T2、T3、T4和T5葉綠素含量都呈上升趨勢，不同的是T1在處理21 d后開始下降，而T2、T3和T4則持續(xù)上升，處理28 d時(shí)顯著升高。各處理間相比，T4在28 d時(shí)最高，其中T4總?cè)~綠素含量在處理28 d時(shí)超過T5，達(dá)到3.685 mg·g-1，說明處理初期全銨態(tài)氮供應(yīng)比其它銨硝配比更有利于葉綠素的合成，并且銨態(tài)氮的提升效果大于硝態(tài)氮，而處理后期少量硝態(tài)氮(NO3--N≤25%)對(duì)于葉綠素的合成具有一定促進(jìn)效果。

圖1 銨態(tài)氮和硝態(tài)氮及其配比對(duì)顛茄地上部、地下部干重的影響Fig. 1 Effect of nitrogen form on shoot dry weight and root dry weight of Atropa belladonna

注：不同小寫字母表示相同處理時(shí)間不同氮素處理間差異顯著(P<0.05)。T1、T2、T3、T4和T5分別代表營養(yǎng)液中NH4+-N∶NO3--N比例為0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0。

Note: Different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level in dry weights among different nitrogen form treatments on the same day of treatment. T1, T2, T3, T4and T5indicate ratios of NH4+-N∶NO3--N at 0∶100, 25∶75, 50∶50, 75∶25, 100∶0 in a hydroponic solution, respectively.

表2 氮素形態(tài)配比對(duì)顛茄葉片葉綠素含量的影響Table 2 Effect of nitrogen form on chlorophyll content of Atropa belladonna leaves

注：同行不同大寫字母表示相同氮素形態(tài)不同處理時(shí)間間差異顯著(P<0.05)；同列不同小寫字母表示相同處理時(shí)間不同氮素形態(tài)處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Different capital letters in the same column show significant differences at the 0.05 level among different treatment days for the same nitrogen form. Different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level among different nitrogen form treatments on the same day of treatment; similarly for the following tables.

2.3 銨態(tài)氮和硝態(tài)氮對(duì)顛茄主要含氮化合物的影響

可溶性蛋白是植物體內(nèi)主要的含氮化合物之一，其含量對(duì)于研究植物氮代謝水平有重要參考價(jià)值。不同氮素形態(tài)處理下顛茄葉片可溶性蛋白含量變化明顯(表3)，但是不同處理時(shí)間測定，其變化規(guī)律不一致。處理7 d，T5葉片可溶性蛋白含量顯著高于不同銨硝配比供氮組(T2、T3和T4)和全硝態(tài)氮T1(P<0.05)。但隨著處理天數(shù)的增加，在21 d前T1可溶性蛋白含量呈下降趨勢，T5可溶性蛋白含量沒有顯著變化，直到處理28 d顯著上升；而T3、T4可溶性蛋白含量隨著處理天數(shù)的增加則總體持續(xù)上升，其中T3處理28 d時(shí)最高，為1.048 mg·g-1。說明全銨和全硝處理均能在短期(處理時(shí)間<7 d)內(nèi)能刺激可溶性蛋白的合成，長期處于單一形態(tài)氮營養(yǎng)狀況則不利于顛茄可溶性蛋白的積累；相對(duì)于硝態(tài)氮，銨態(tài)氮更能提高葉片可溶性蛋白的含量。

氮素在植物體內(nèi)除了以結(jié)合態(tài)的蛋白質(zhì)形式儲(chǔ)存外，還能以游離態(tài)的氨基酸形式存在，游離氨基酸(FAA)在維持植物代謝平衡以及適應(yīng)脅迫方面發(fā)揮著重要的作用。隨處理時(shí)間增加各組FAA變化規(guī)律不同(表3)，T1、T2的FAA含量先升高后降低；T3、T4、T5則表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢。隨著處理液中銨態(tài)氮比例的增加葉片游離總氨基酸含量總體表現(xiàn)為升高，其中T4處理的游離總氨基酸含量最高，說明增加銨態(tài)氮含量有助于積累顛茄葉片中游離氨基酸。

硝態(tài)氮是能夠被植物根部直接吸收的氮源[12]，其在植物體內(nèi)的含量對(duì)于研究植物氮代謝機(jī)制有重要意義。處理7 d時(shí)全硝處理(T1)下顛茄葉片硝態(tài)氮含量是全銨處理(T5)下的2.1倍(表3)，處理28 d增加為6.1倍。此外，相較處理7 d，處理28 d后T1、T2、T5的硝態(tài)氮含量呈降低趨勢。相反，T3處理硝態(tài)氮含量隨處理時(shí)間增加總體呈現(xiàn)增加趨勢，但變化不顯著(P>0.05)，T4則在處理28 d時(shí)硝態(tài)氮含量顯著增加。說明在不同處理階段不同銨硝配比對(duì)顛茄葉片硝態(tài)氮含量的影響都趨于一致，葉片中硝態(tài)氮含量隨著處理液中硝態(tài)氮比例的提高而增加，而不同銨硝配比對(duì)顛茄硝態(tài)氮含量的影響隨處理時(shí)間變化不同。

2.4 銨態(tài)氮和硝態(tài)氮對(duì)顛茄氮代謝關(guān)鍵酶的影響

兩種氮素形態(tài)及配比對(duì)顛茄硝酸還原酶活性影響明顯。整個(gè)處理時(shí)間內(nèi)，氮形態(tài)配比對(duì)硝配還原酶(NR)活性影響的變化規(guī)律都相似，即NR活性隨著處理液中硝態(tài)氮比例的增加而上升(表4)。處理28 d，在銨硝比為25∶75(T2)條件下NR活性達(dá)到最高值27.927μmol·(mg·min)-1，全銨營養(yǎng)下(T5)NR活性則下降為5.982 μmol·(mg·min)-1，顯著低于T2處理(P<0.05)，僅為最高值的21.4%。此外，全硝營養(yǎng)下隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加NR活性先升高后降低，說明即使提高硝態(tài)氮比例有助于增加顛茄葉片NR活性，但從長期培養(yǎng)來看單一硝態(tài)氮供應(yīng)并不利于顛茄植株對(duì)氮的同化。

表3 氮素形態(tài)配比對(duì)顛茄葉片可溶性蛋白、游離氨基酸和硝態(tài)氮含量的影響Table 3 Effect of nitrogen form on soluble proteins, free amino acids and nitrate contents of Atropa belladonna leaves

表4 兩種氮素形態(tài)及配比對(duì)顛茄硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶活性的影響Table 4 Effect of nitrogen form on nitrate reductase and glutamine synthetase activities of Atropa belladonna leaves

相較于硝酸還原酶，顛茄谷氨酰胺合成酶(GS)對(duì)兩種氮素形態(tài)及配比變化的響應(yīng)則不同，隨著硝態(tài)氮比例的減小GS活性呈現(xiàn)先減小后升高的趨勢，除處理21 d外，其余處理時(shí)間下銨硝比50∶50(T3)為最低，尤其是處理7 d時(shí)T3的葉片GS活性處理僅為3.175 μmol·(mg·min)-1，顯著低于其它處理(P<0.05)，而T1和T5在整個(gè)處理階段內(nèi)GS活性都保持較高水平。其中T1葉片GS活性在處理7 d時(shí)最高，為15.556 μmol·(mg·min)-1，顯著高于其余處理時(shí)間，其余處理時(shí)間無顯著變化(P>0.05)；T5處理組GS活性在處理28 d時(shí)最高，為14.349 μmol·(mg·min)-1。綜上，說明全銨和全硝態(tài)氮營養(yǎng)更能促進(jìn)顛茄葉片GS活性。

3 討論與結(jié)論

3.1 兩種氮素形態(tài)及配比對(duì)顛茄生長及光合色素的影響

植物在長期進(jìn)化過程中形成了對(duì)不同形態(tài)氮素的利用特性。有些植物更易于吸收銨態(tài)氮，有些植物則偏好硝態(tài)氮，另一些則在混合氮源中生長更好[17]。有研究報(bào)道單一硝態(tài)氮或高濃度銨態(tài)氮營養(yǎng)下草莓(Fragariaananassa)的干重和鮮重都有所減少[18]。對(duì)桑樹幼苗(Morusalbacv. Qinglong)的研究發(fā)現(xiàn)在單一形態(tài)氮營養(yǎng)下其植株高度、葉片數(shù)、葉片面積和根系長度均低于銨態(tài)氮和硝態(tài)氮配合施用[19]。蕪菁(Brassicarapa)和芥菜(Brassicajuncea)在單一銨態(tài)氮營養(yǎng)下的地上部干重和鮮重都較小，葉面積和葉片數(shù)也減少[20]。根據(jù)植物在不同氮素形態(tài)營養(yǎng)下生長狀況的好壞，可將植物分為喜硝植物和喜銨植物[17]。本研究結(jié)果表明，顛茄具備一定的喜硝特性，在全硝營養(yǎng)下其地上部和地下部均能積累較多的干物質(zhì)，少量銨態(tài)氮(NH4+-N≤25%)存在不影響其生長，過多的銨態(tài)氮(NH4+-N≥50%)則會(huì)抑制顛茄的生長。這一結(jié)論與對(duì)菠菜[21](Spinaciaoleracea)和冬油菜[22](Brassicanapus)的研究相同，但與對(duì)菘藍(lán)[23](Isatisindigotica)的研究結(jié)論不同，菘藍(lán)在銨硝等量供應(yīng)條件下生物量最高。這一點(diǎn)再次說明氮素形態(tài)對(duì)植物的影響具有物種差異性。形成這種差異的原因是植物對(duì)原有生境的適應(yīng)，例如白云杉(Piceaglauca)偏好銨態(tài)氮是由于它原來生長的土壤中銨態(tài)氮的濃度很高而硝態(tài)氮的濃度較小，因此在長期的進(jìn)化過程中它就形成了喜銨特性[24]。值得注意的是，顛茄可以全草入藥，因此硝態(tài)氮對(duì)顛茄生長所起的促進(jìn)作用就具有重要的實(shí)際意義。

葉綠素是綠色植物葉綠體中的主要色素，是植物光合作用中將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能并用于物質(zhì)合成的關(guān)鍵物質(zhì)，其含量多少直接影響植物的生長。葉綠素a、葉綠素b都是含氮的化合物，因此氮素的形態(tài)與葉綠素的合成密切相關(guān)。有研究指出，銨硝等量供應(yīng)時(shí)植物能夠積累較多的葉綠素[25-26]。然而本研究發(fā)現(xiàn),處理7和14 d時(shí)100%NH4+-N培養(yǎng)的顛茄葉綠素含量較其它氮素配比處理的高，而處理21和28 d時(shí)，添加25%的NO3--N則使顛茄葉綠素含量能夠持續(xù)地增加。這與以玉米(Zeamays)為試驗(yàn)材料研究氮素對(duì)光合作用的影響結(jié)論一致[27]。本研究表明,顛茄以硝態(tài)氮營養(yǎng)為主時(shí)能夠積累更多的干物質(zhì)，但其葉綠素含量卻在銨態(tài)氮比例較高時(shí)提高，這一現(xiàn)象與鹽角草(Salicorniaeuropaea)對(duì)不同形態(tài)氮素營養(yǎng)的響應(yīng)相同[28]，可能與銨態(tài)氮對(duì)植物光合作用的影響有關(guān)，其中的機(jī)制有待進(jìn)一步探究。

3.2 氮素形態(tài)對(duì)顛茄氮代謝的影響

植物氮代謝包括初級(jí)氮同化、光呼吸產(chǎn)生的氮再同化和循環(huán)氮的再同化。其中以初級(jí)氮同化最為主要，它由植物對(duì)氮素的吸收、硝態(tài)氮還原為氨以及氨同化為有機(jī)氮化物等過程組成，硝酸還原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)是這些過程中兩個(gè)最重要的酶，它們分別催化硝酸鹽的還原和銨鹽的同化[17]。氮素形態(tài)對(duì)NR和GS有很重要的調(diào)節(jié)作用[29]。對(duì)櫻桃番茄[30](Lycopersivonesculentum)和掌葉半夏[31](Pinelliapedatisecta)的研究均指出NR活性與硝態(tài)氮含量正相關(guān)，增加硝態(tài)氮的比例能夠提高NR活性。對(duì)Vacciniumarboreum[32]的研究也發(fā)現(xiàn)硝態(tài)氮含量的增加與根系中NR活性的提高密切相關(guān)。本研究結(jié)論與上述研究結(jié)論一致，隨著處理液中硝態(tài)氮比例的增加顛茄葉片NR活性逐漸升高，并分別在不同處理時(shí)間以銨硝比0∶100和25∶75較高，且此時(shí)葉片硝態(tài)氮含量也較高。硝態(tài)氮不僅是NR作用的底物，也是NR的誘導(dǎo)劑之一，因此硝態(tài)氮對(duì)NR活性具有促進(jìn)作用[33]。然而硝態(tài)氮對(duì)顛茄可溶性蛋白和FAA的積累卻起到相反的作用，這兩種物質(zhì)都隨著硝態(tài)氮含量的減少而增加。GS則在單一硝態(tài)氮和單一銨態(tài)氮處理下均有較高的活性，推測這種變化與氨的同化過程有關(guān)。全硝處理時(shí)由于NR活性的提高使大量的硝酸鹽向銨鹽轉(zhuǎn)化，相當(dāng)于間接增加了GS作用的底物銨離子，因此此時(shí)GS也具有較高的活性。在GS的作用下，銨與谷氨酸結(jié)合生成了谷氨酰胺，管氨酰胺又進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其它氨基酸，這些氨基酸可以單獨(dú)存在也可以用于合成蛋白質(zhì),因此,顛茄可溶性蛋白和游離氨基酸均在多銨處理下含量較高。但是，也有研究認(rèn)為,NH4+-N對(duì) NR活性有促進(jìn)作用，這種作用甚至高于單一硝態(tài)氮處理[34]，其中機(jī)制尚不明確。

3.3 結(jié)論

綜上所述，增加硝態(tài)氮含量能夠促進(jìn)顛茄干物質(zhì)的積累以及NR和GS活性，合理補(bǔ)充銨態(tài)氮?jiǎng)t能提高葉片葉綠素、可溶性蛋白及游離氨基酸含量。因此銨硝結(jié)合供氮且銨硝配比為25∶75更有利于顛茄的生長和氮素代謝。此外，這些生理特性也會(huì)進(jìn)一步對(duì)顛茄次生代謝產(chǎn)生影響，從而改變顛茄藥用成分的含量。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)綜合考慮氮素對(duì)顛茄生理特性的影響，或在不同時(shí)期調(diào)整氮素形態(tài)的供應(yīng)以達(dá)到調(diào)節(jié)生長的目的。

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(責(zé)任編輯 張瑾)

Effect of nitrogen form on growth and nitrogen metabolism ofAtropabelladonna

Wei Yue1,2, Zhang Cui-ping1,2, Guo Shuang1,2, Lu Ke-huan1,2, Wu Neng-biao1,2

(1. School of Life Science, Southwest University, Chongqing 400715, China;2.Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, Chongqing 400715, China)

To offer theoretical principles for rationally fertilizing and scientifically plantingAtropabelladonna, the effects of NH4+-N∶NO3--N ratios (0∶100, 25∶75, 50∶50, 75∶25, 100∶0) at different treating time (7 d, 14 d, 21 d, 28 d) on dry weight, chlorophyll, main nitrogenous compound contents, and key enzyme activities in nitrogen metabolism were evaluated by soilless culture with nutrient solution. The results showed that the chlorophyll, free amino acid (FAA), and soluble protein (SP) contents increased with improving the NH4+-N content∶ chlorophyll and FAA contents were found to be the highest at NH4+-N∶NO3--N ratio of 75∶25, while SP content was the highest at NH4+-N∶NO3--N ratio of 50∶50. However, these effects could vary with different treating time. Throughout the study period, plants grown in solution with 100% NO3--N had higher dry weight (including shoot and root dry masses) than those of plants grown using other treatments; these plants also had higher active nitrate reductase (NR) and glutamine synthetase (GS), with the largest nitrate content in the leaves. It could be concluded that increasing the nitrate nitrogen content could promote dry matter accumulation and NR and GS activities ofA.belladonna, and appropriately supplementing ammonium nitrogen could improve the contents of chlorophyll, FAA, and SP. Therefore, a combination of NH4+-N and NO3--N at an appropriate ratio of 25∶75 appears to be more beneficial to growth and nitrogen metabolism inA.belladonna.

NH4+-N∶NO3--N ratio;Atropabelladonna; growth; nitrogen metabolism; nitrogenous compounds; nitrate reductase; glutamine synthetase

Wu Neng-biao E-mail:wunb@swu.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0543

2016-10-24 接受日期：2017-01-16

國家自然科學(xué)基金(30500041)

韋悅(1993-)，女，重慶大足人，在讀碩士生，主要從事藥用植物次生代謝研究。E-mail：notcaringirl@foxmail.com

吳能表(1969-)，男，四川平昌人，教授，博士，主要從事藥用植物生理生化研究。E-mail：wunb@swu.edu.cn

S567.23+9;S506.2

A

1001-0629(2017)08-1669-08

韋悅,張翠平,郭雙,盧克歡,吳能表.兩種形態(tài)氮素及其配比對(duì)顛茄生長和氮代謝的影響.草業(yè)科學(xué),2017,34(8)：1669-1676.

Wei Y,Zhang C P,Guo S,Lu K H,Wu N B.Effect of nitrogen form on growth and nitrogen metabolism ofAtropabelladonna.Pratacultural Science，2017,34(8)：1669-1676.