适当的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba配比提高小白菜幼苗耐弱光性gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

在中国西北部，小白菜(gydF4y2Ba芸苔属植物学报gydF4y2Ba在冬季低光照(LL)强度(85 ~ 150 μmol m)的日光温室中广泛种植gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在白天)是一个主要的非生物胁迫因素，限制植物生长和作物产量。不同的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba正常浓度(200 μmol m)对小白菜的生长和光合作用有影响gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}低(100 μmol m)gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})光照条件进行了研究。四种溶液中不同的NH比gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba分别以0:100、10:90、15:85、25:75在温室中进行水培培养。最合适的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba在本研究中发现了提高小白菜幼苗对LL的耐受性的比例。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

在弱光下，NH的应用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)与NO相比显著刺激了生长gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba通过增加叶面积、冠层铺展、生物量积累和净光合速率。净光合速率的增加与PSII的最大和有效量子产率的增加有关;2)卡尔文循环酶的活性;3)参与卡尔文循环的几个基因的mRNA相对表达水平。此外，葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉和总碳水化合物都是CO的产物gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba同化，积累最多的白菜叶片提供了NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)在LL条件下。低光照降低了氮肥的碳氮比(C: N)gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)主要通过提高总碳水化合物含量来缓解LL对碳氮比的负面影响。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

NH的应用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)增加gydF4y2Ba:gydF4y2Ba，gydF4y2Ba红细胞表面gydF4y2Ba，gydF4y2BaFBAgydF4y2Ba，gydF4y2BaFBPasegydF4y2Ba和gydF4y2BaTKgydF4y2Ba表达和/或活性，增强光合作用，碳水化合物积累，提高小白菜幼苗对LL的耐受性。研究结果可为小白菜生产提供理论依据和技术指导。在实际生产中，NH的比值gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba要使小白菜成功生长，应适当调节光照。gydF4y2Ba

在中国西北部，小白菜(gydF4y2Ba芸苔属植物学报gydF4y2Ba在冬季低光照(LL)强度(85 ~ 150 μmol m)的日光温室中广泛种植gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在白天)是一个主要的非生物胁迫因素，限制植物生长和作物产量。大多数植物暴露在低热条件下会以多种方式影响代谢，包括酶活性的改变(例如转酮醇酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶)和转录的中断[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。低光照也抑制了紫黄素去环氧酶，导致保护性叶黄素循环失效[gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba]。报道了5-氨基乙酰丙酸和钙在LL条件下对黄瓜的缓解作用[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。因此，了解调控LL抗性的遗传和生化过程是植物生物学研究的一个重要领域。gydF4y2Ba

(NH铵gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba)和硝酸盐(NOgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba)提高植物对环境胁迫的耐性，包括弱光胁迫[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]，干旱[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]，盐度[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]，碱度[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]，疾病[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]、重金属中毒[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]，较高的COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]和紫外线辐射[gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。此外，NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba也没有gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba对光呼吸、光合作用、养分吸收和氮代谢等生理生化过程有不同的影响[gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。Cruz等人。[gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]表明NH的增加gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba显著提高了对CO升高的光合适应性gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在木薯生长的早期阶段。然而，NH的负作用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba在生长后期也观察到光合作用的变化。gydF4y2Ba

改善光合作用对维持足够的干生物量积累至关重要，特别是在LL条件下的植物。总COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba同化速率受光强、温度、CO的限制gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba扩散(气孔导度)、酶活性(Rubisco)、底物有效性(RuBP再生)和呼吸COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba释放(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。为了提高植物产量，确定光合作用过程中的限制点是核心问题。卡尔文循环包含11种不同的酶，在羧基化、还原和再生三个阶段催化13种反应。它是由核酮糖- 1,5 -二磷酸羧化酶加氧酶(Rubisco)引发的，该酶催化CO的羧化gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba受体分子，1,5 -二磷酸核酮糖(RuBP)。羧基化阶段形成的3-磷酸甘油酸(3-PGA)随后通过两个消耗ATP和NADPH的反应形成3-磷酸甘油醛(GAP)和磷酸二羟丙酮(DHAP)。甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)在第二反应中起重要作用。循环的再生阶段包括一系列的反应。这些反应将GAP和dhp转化为COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba受体分子，RuBP。果糖- 1,6 -二磷酸酶(FBPase)、果糖- 1,6 -二磷酸醛缩酶(FBA)和转酮醇酶(TK)在这些反应中起重要作用。卡尔文循环中产生的GAP大部分留在循环内再生RuBP，只有少数退出循环，用于合成蔗糖和淀粉[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。Guo等人对不同形态氮参与光合作用的机制进行了综述。[qh]gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]，包括气孔密度和叶肉导度的变化、光合酶活性的变化以及光合产物积累的变化。因此，光合作用主要受光强、光利用效率和CO的限制gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba同化能力和其他因素。gydF4y2Ba

Lu等人的研究表明[gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]，总替代NOgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba在北半球gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba导致气孔导度降低，干重下降。此外，氮以NO的形式gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba单独或NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba没有gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba导致烟草干重增加大于NH处理gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba是单独应用的。虽然已经有一些关于黄瓜暴露于外源物质或环境胁迫后卡尔文循环酶编码基因表达改变的研究[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba18gydF4y2Ba对NH的影响gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba在LL条件下诱导的光合作用增强尚未得到广泛的研究。然而，适度的NH应用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba最近在较早的试验中发现，它提高了小白菜幼苗的耐LL性[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。了解中度NH的潜在机制gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba-诱导的净光合速率(Pn)的促进，需要调查最终证实NH的存在gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba营养液促进光合作用。在这项研究中，我们报道了适度NH的机制gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba提高了大棚小白菜幼苗对LL条件的耐受性。gydF4y2Ba

植物生长和生物量积累gydF4y2Ba

在正常光照条件下，与对照(NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba= 0:100)、叶片面积、冠层铺展、鲜重、干重和叶绿素含量gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)分别显著增长33.8%、30.5、77.9、72.9和33.7%(表1)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.LL胁迫下植株生长缓慢，总叶面积和冠层铺展减小。叶片数不受光照条件和NH的影响gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba应用程序，这表明它可能是发展控制。由于总叶面积的减少，LL条件下的生物量也减少了(表1)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba；无花果。gydF4y2Ba1 a, bgydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)施氮改善了植株生长，表现为总叶面积、冠层铺展、植株鲜重和干重增加(表1)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba；无花果。gydF4y2Ba1 a, bgydF4y2Ba）.此外，NH的应用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)光照条件下叶绿素含量显著增加，几乎达到正常光照条件下植株的水平。相反，NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100和25:75)在低温条件下施用，鲜重比不施肥分别减少42%和45%gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)应用程序，分别(表1)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.如表所示gydF4y2Ba1gydF4y2Ba结果表明，NH处理后，植株的各项生长参数和叶绿素含量基本恢复到正常光照水平gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)施于经LL富营养化处理的植株。gydF4y2Ba

进一步探讨对NH反应的相互依赖性gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba配比、光照条件、生长参数和叶绿素含量进行了主成分分析。结果表明，选择这两个主成分是因为它们的总贡献率大于95%(表2)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.第一主成分包括叶面积、冠层铺展、叶数、鲜重和干重等性状，可能是最有效的系数和指标。第二主成分仅包括叶绿素含量，叶绿素含量也是有效系数和指标(另附文件)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba表S3)。根据综合评分对治疗的排序见表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，我们观察到:1)NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)在正常光照条件下施用有利于植物生长;2) LL抑制植物生长;3) NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)施用增强小白菜幼苗耐LL性。gydF4y2Ba

气体交换和叶绿素荧光参数gydF4y2Ba

净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和细胞间COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度(Ci)直接反映了植物的光合能力，通过这些气体交换参数可以判断光合作用的限制因子是否为气孔。光通量的减少是所有研究参数的最决定性因素(图2)。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.如图所示。gydF4y2Ba1 cgydF4y2Ba在正常光照条件下，光合速率在15:85 (NH)时最高gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba0∶100 (NH)时最低gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba）.这些植物提供氮化氢gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)在LL条件下的Pn显著高于单施NOgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba。此外，氮肥能部分恢复LL处理植株减少的PngydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)应用(图。gydF4y2Ba1 cgydF4y2Ba）.鞋底NO的负作用gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba在gs上观察到(图2)。gydF4y2Ba1gydF4y2Bad).然而，只处理NO的植株Ci增加gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba和NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(25:75)，但在施用氮肥的植株上下降gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)。gydF4y2Ba1 egydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

在我们的生长条件下，低光影响引起了明显的胁迫症状，并显著降低了施氮植株PSII的最大量子产率(Fv/Fm)gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100)和NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(25:75)。然而,NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)的应用导致在LL条件下Fv/Fm增加(图2)。gydF4y2Ba2 a, cgydF4y2Ba）.在正常的轻型植物中，NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100)显著降低了PSII的Fv/Fm、有效量子产率(ΦPSII)和光化学猝灭(qP)，而Fv/Fm、ΦPSII和qP对NH无响应gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba在NH存在下的比例gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Bac, d, egydF4y2Ba）.在LL植物中，NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100)的应用导致了ΦPSII的减少，并且这个ΦPSII的减少在10:90或15:85 NH恢复gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba应用程序(无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2Bad)此外，NH处理gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100, 15:85和25:75)显著降低了qP，但NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)施用后，qP恢复到正常光照下植株的qP水平。gydF4y2Ba2 egydF4y2Ba）.随着光合有效辐射(PAR)的增加，ETR逐渐增大并趋于稳定。弱光导致ETR显著降低。NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)的应用减轻了LL压力，提高了ETR。此外，NH处理植株的ETRsgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10∶90)显著高于NH处理gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100)在正常光照下(图。gydF4y2Ba2 bgydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

卡尔文循环酶的活化gydF4y2Ba

经NH处理的植株Rubisco活性急剧增加gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)，在第9天达到最高水平，然后在接下来的几天下降，然后保持不变(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaA1)。然而，经NH处理的植株Rubisco活性明显降低gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100)仅在前3 d缓慢增加，之后保持相对稳定，说明NH的添加量gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba在营养液中增加了白菜叶片Rubisco活性。NH处理植物Rubisco活性gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100和25:75)在前3 d呈下降趋势，随后逐渐上升，在第9 d达到最高水平，随后逐渐下降。然而，当NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)， Rubisco的活性逐渐增加，直至稳定(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaA2)。GAPDH的活性(图2)gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba在NH处理下，叶片中B1、B2含量基本不变或略有增加gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)和NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)处理过的幼苗，表明光照影响和NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba轻微影响GAPDH活性。NH植物中FBA的活性gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)在第6、9、12和15天均保持较高水平，且与其他3种氮肥相比差异显著gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba比率(图。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaC1, C2)。FBPase活性在LL处理植株中降低，而NH处理植株中降低gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)的应用减轻了减少(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaD1, D2)。正常光照条件下TK活性在第3天达到最高，而在光照条件下在第9天达到最高(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaE1, E2)。NH中TK活性的增加gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)处理过的植株比NH处理过的植株陡峭得多gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100)处理过的植物，特别是从第0天到第3天(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaE1)。例如，15:85 (NH)的TK活性gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba)处理在第3天比对照高63%(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaE1)。同样，对NH的TK活性也有积极影响gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)在LL植株中也得到了很大程度的增强(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaE2)。gydF4y2Ba

卡尔文循环基因的相对表达gydF4y2Ba

结果表明gydF4y2Ba:gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)，gydF4y2Ba红细胞表面gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4 bgydF4y2Ba)，gydF4y2BaGAPDHgydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4摄氏度gydF4y2Ba)，gydF4y2BaFBAgydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4 dgydF4y2Ba)，gydF4y2BaFBPasegydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4 egydF4y2Ba),gydF4y2BaTKgydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4 fgydF4y2Ba)在NH中表达上调gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba-处理幼苗生长在正常光照条件下。有趣的是，六个基因的表达水平除了gydF4y2BaGAPDHgydF4y2BaNH处理植株叶片中磷含量增加2.6 ~ 7.3倍gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba）.NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba光照影响对蛋白表达无显著影响gydF4y2BaGAPDHgydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4摄氏度gydF4y2Ba）.这些基因的转录水平在弱光条件下和低光照条件下被NH抑制gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)，的相对表达gydF4y2Ba:gydF4y2Ba，gydF4y2BaFBAgydF4y2Ba和gydF4y2BaFBPasegydF4y2Ba完全恢复到对照水平(图2)。gydF4y2Ba4 . a, d, egydF4y2Ba的相对表达gydF4y2Ba红细胞表面gydF4y2Ba和gydF4y2BaTKgydF4y2Ba高于对照水平(图2)。gydF4y2Ba4、b、fgydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

碳水化合物、总氮和碳氮比gydF4y2Ba

NH的作用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba对不同光影响下的碳水化合物代谢进行了评价。与Pn变化相似，在正常光照条件下，氨处理植株叶片中葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉含量均增加。此外，氮化氢处理植株的葡萄糖、果糖和淀粉含量均达到最大值gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)，以NH处理植株的蔗糖含量最高gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(25:75)，但NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)和NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(25:75)治疗(表gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）.NH部分恢复了LL条件下植株葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉水平的下降gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)应用程序(表gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）.如图所示。gydF4y2Ba5gydF4y2Baa，两种光照条件下，溶液中总碳水化合物含量随铵浓度的增加先升高后降低，以硝态氮含量最高gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)在正常光照和NH下gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba[10:90 . 90]受影响。低光照降低了总碳水化合物含量，但降低了NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)的施用减轻了LL对总碳水化合物含量的负面影响。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba一个)。gydF4y2Ba

施氮处理的植株茎部氮积累水平较高gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)比用NH治疗的人要高gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100)在正常光照条件下(图。gydF4y2Ba5 bgydF4y2Ba）.而全氮含量最高的是NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90) LL条件下的处理(图。gydF4y2Ba5 bgydF4y2Ba）.结果如图2所示。gydF4y2Ba5度gydF4y2BaC: N比在NH处达到最大值gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(25:75)处理植株，NH和NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)应用植物。弱光降低了碳氮比，但施氮量降低了碳氮比gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)抑制了LL对碳氮比的负面影响(图2)。gydF4y2Ba5度gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

光合作用是植物生产和积累干物质的主要过程。水、光、养分和CO的重要性gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在这个过程中怎么强调都不为过。在本研究中，我们发现适度的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba在正常光照和弱光条件下，施用氮肥能增强植株的营养特性，而施用非铵或高铵肥则会抑制植株的生长。这一观察结果表明NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba积极参与促进植物生长。此外，为了获得最大生物量，弱光条件下所需的铵浓度比常光条件下要低。这可能是因为弱光降低了植物的碳代谢，减少了植物组织中碳水化合物的积累。因此，在LL条件下，从茎部向根系输送的光合物质较少，植株根系用于铵态氮同化的能量较低。因此，更高的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba在LL条件下，铵态氮的浓度不能完全被根系吸收，在植物细胞中积累，形成铵态氮毒性。Sakakibara等。[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]报道了无机氮(NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba或没有gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba)是氮同化的底物，也是引发调节代谢和发育的基因表达广泛变化的信号。他们还展示了一个大型研究项目，该项目关注硝酸盐在基因表达中的作用gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba提供了硝酸盐依赖性调控基因的范围，包括氮代谢、碳代谢和细胞分裂素反应。我们还观察到，在LL条件下，植株的氮代谢下降，但氮代谢下降的程度小于碳代谢，导致C: N比下降。然而，10% NH的应用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba溶液中碳氮比主要通过增加总碳水化合物含量来提高。因此，适当的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba溶液浓度有利于植物维持碳氮代谢平衡。这些结果表明，NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba是植物生长的限速因子，提供适当的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba根据光照影响对植物进行水平调控是促进植物生长和提高蔬菜产量的有效途径。gydF4y2Ba

卡尔文循环是CO的主要限速因素gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba同化gydF4y2Ba

氮能显著影响光合作用的三个主要过程:气孔控制和COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba类囊体电子传递(光反应)和卡尔文循环(暗反应)[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]。我们的结果表明，NH的Pn速率gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba与单纯NO处理相比，NO处理植株的光合速率更高gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba治疗的植物。低光影响导致NH处理后第9天单位叶面积Pn下降gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(0:100)应用程序。而在NH处理的植株中，没有观察到LL的负面影响gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)。适当的NH的加入gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba有利于改善LL条件下的光合作用。这一发现与Golvano等人的研究结果一致。[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]，他证明了NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba与NO相比，饲用NO的植株蛋白质含量和光合酶活性均有所提高gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba美联储的植物。Frantz等。[gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]也报道了Pn的抑制是由铵毒性引起的。克劳森和伦茨[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba发现NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba在叶片中的积累导致叶绿体中光磷酸化的电子传递解耦，从而导致光合速率降低。在我们的研究中，我们还观察到单施NO的植株光合作用降低gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba叶绿素含量下降，但在NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(25:75)。因此，这表明光合作用的减少不是光收集能力减少的结果，而可能是气体导电性降低的结果。这也可能是由于加尔文循环酶的活性或碳代谢产物积累的负反馈调节所致gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba处理或更高的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba浓度(25%)处理。我们还观察到植物只饲喂NOgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Bag值显著降低，而Ci值显著升高，因此，气体电导降低是COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba同化被排除在外。最后，仅施NO处理的植株Pn降低gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba与葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉含量的降低一致，因此积累的碳代谢物的负反馈调节不太可能导致光合速率的降低。因此，我们的研究结果表明，NH处理的植物净光合速率gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba光线的影响可能受到卡尔文循环的限制。gydF4y2Ba

叶绿素荧光成像是研究光合作用几个方面的有用测量方法。这是因为它反映了类囊体膜组织和功能的变化，以及通过与PSII组分的相互作用抑制光合作用和析氧[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]。在本研究中，NO的唯一应用gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba在正常光照条件下显著降低ETR和Fv/Fm。低光通量显著降低了ETR和Fv/Fm，添加10%和15% NH显著降低了Fv/FmgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba不同程度地抑制了LL对ETR和Fv/Fm的负作用。正如Krause和Weis [gydF4y2Ba27gydF4y2Ba]，类囊体膜组分的损伤，特别是PSII的损伤，以及天线分子向反应中心的能量转移受到抑制，可导致较低的Fv/Fm。在小白菜叶绿体超微结构中，氮肥处理增加了籽粒堆积程度gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)在LL条件下处理过的植物[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。同样，Bi等人。[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]报道了低温弱光处理后转基因黄瓜植株Fv/Fm， ΦPSII的下降。在我们的研究中，在正常的轻型植物中，添加NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba增加ΦPSII和qP，但唯一的NOgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba降低ΦPSII和qP;高氮胁迫下，LL植株ΦPSII显著降低gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba(25%)治疗。高浓度铵(25%)施用于LL条件下的小白菜幼苗，使籽粒片层退化，光捕获面积减少[j]。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。ΦPSII的显著降低主要是由于颗粒堆积程度的降低，这被认为是光能吸收面积的“下调”。在北半球gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)弱光处理下，qP的增加是由于羧基化速率的提高导致还原剂的消耗速率和非循环电子传递产生的ATP的增加。gydF4y2Ba

NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba光照影响调节几种卡尔文循环酶的活性和编码这些酶的基因的表达gydF4y2Ba

光合速率受Rubisco羧化反应和RuBP再生能力的限制[gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。例如，在低辐照度或高CO下，RuBP的再生能力决定了光合速率gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度。对Rubisco活性降低的反义植物的分析表明，光合作用的控制系数随光照强度和CO等实验和生长条件的不同而变化，范围在0.1 ~ 0.9之间gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度(gydF4y2Ba29gydF4y2Ba]，这表明Rubisco活性并不总是支配光合作用速率，并且存在其他速率限制步骤。gydF4y2Ba

结果表明，NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba光照影响光捕获系统和暗反应-卡尔文循环。此外，卡尔文循环是CO的主要限速因素gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba同化。NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba在很大程度上，通过影响Rubisco羧化和RuBP再生的能力来调节光合能力。NH的应用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15∶85)对正常光照下植株Rubisco、GAPDH、FBA、FBPase和TK活性显著增强，与10∶90 (NH)处理效果相似gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba)。拉布和特里[gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba31gydF4y2Ba表明NH叶片Rubisco含量gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba供试甜菜植株氮含量显著高于NOgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba供应植物，Guo等人也得到了类似的结果。[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba当他们用水稻进行实验时。的相对表达gydF4y2Ba红细胞表面gydF4y2Ba，gydF4y2Ba:gydF4y2Ba，gydF4y2BaFBAgydF4y2Ba，gydF4y2BaFBPasegydF4y2Ba和gydF4y2BaTKgydF4y2Ba在新泽西受到严格监管gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba正常光照下-处理过的植物。弱光对这些基因的表达有不同程度的抑制作用gydF4y2Ba:gydF4y2Ba，gydF4y2BaFBAgydF4y2Ba和gydF4y2BaFBPasegydF4y2Ba部分修复。的表达式gydF4y2Ba红细胞表面gydF4y2Ba和gydF4y2BaTKgydF4y2Ba在NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)处理过的植物。这一结果与水稻叶片在个体发育过程中所观察到的结果相似[gydF4y2Ba33gydF4y2Ba，gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。如Wingler等人所述。[gydF4y2Ba35gydF4y2Ba]，低光强导致光依赖基因的表达减少和光合蛋白的消失。一些研究表明，上调参与卡尔文循环的基因可导致Pn增加，促进营养生长，而这些基因的表达减少则会导致植物生长发育迟缓[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba，gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。我们还观察到gydF4y2BaFBAgydF4y2Ba氮肥饲喂下的植物gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(25:75)高于NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(15:85)，而FBA的酶活性则相反。NH下酶活性和基因表达的变化gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba光照条件并不总是正相关的，这表明可能存在进一步的调控机制。结果与Oelze等人一致。[gydF4y2Ba37gydF4y2Ba]，他们报道，由于翻译水平上的深刻调控，转录物丰度与从头蛋白合成的关系很差。总的来说，NH的影响gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba光照对转录物水平和酶活性的影响表明NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba光照对卡尔文循环中酶的合成和活性起着重要的作用。gydF4y2Ba

RuBP的再生能力既取决于光合电子传递链，也取决于卡尔文循环中Rubisco下游的酶[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]。在本研究中，我们观察到，虽然添加适当的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba浓度促进光合电子传递和编码RuBP再生所需卡尔文循环酶基因的表达，单独施用NOgydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba抑制这些。在所研究的参与卡尔文循环的酶中，Rubisco是催化CO羧化的重要酶gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba受体分子RuBP、GAPDH催化1,3 -二磷酸甘油酸转化为GAP，而FBPase催化卡尔文循环和碳水化合物代谢中的一个限速步骤[gydF4y2Ba39gydF4y2Ba]。Rubisco、GAPDH和FBPase通常通过两种方式被光激活:通过改变微环境和产生效应物。FBA和TK不受铁硫氧还蛋白的控制，但更大程度上受光合作用固碳的控制[j]。gydF4y2Ba40gydF4y2Ba，gydF4y2Ba41gydF4y2Ba]。例如，FBA水平降低导致RuBP含量降低，进而抑制转基因马铃薯的光合作用和生长[gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]。在之前的研究中，当TK活性从20%下降到40%时，会导致RuBP再生显著降低，并显著抑制植物的光合速率[gydF4y2Ba43gydF4y2Ba]。在我们目前的研究中，这些酶的活性在只饲喂NO的植物中gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba或更高的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba暴露于LL后3 d呈下降趋势，随后逐渐升高。NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)的施用减轻了l对这些卡尔文循环酶活性的负面影响。正如Rigano等人所证明的那样。[gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]，铵同化需要通过韧皮部输入的光合产物，导致ATP浓度短暂下降，同时葡萄糖-6 - p浓度显著变化，游离葡萄糖浓度永久性下降，呼吸耗氧量增加。光合产物的消耗驱动卡尔文循环过程。因此，卡尔文循环酶的活性被激活。Rigano等。[gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]还表明，在黑暗条件下的植物比在光照条件下的植物利用更少的铵。因此，适量添加NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba有利于激活加尔文循环酶。NH的应用gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)在LL影响下卡尔文循环酶的活性增强，这可能是由于吸收了NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba改变了叶绿体的微环境，即NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba同化激活了卡尔文循环。gydF4y2Ba

我们的结果表明，适当的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba与单纯NO处理相比，LL处理显著提高了小白菜幼苗的Fv/Fm、卡尔文循环酶活性、这些基因的相对表达量、葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、总碳水化合物和总氮水平以及C: N比gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba或更多的NHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba。施氮肥对小白菜幼苗光合作用和耐硫性的增强gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba(10:90)主要归因于……的增加gydF4y2Ba:gydF4y2Ba，gydF4y2Ba红细胞表面gydF4y2Ba，gydF4y2BaFBAgydF4y2Ba，gydF4y2BaFBPasegydF4y2Ba和gydF4y2BaTKgydF4y2Ba表达(和/或活动)。gydF4y2Ba

材料与实验设计gydF4y2Ba

小白菜的种子(gydF4y2Ba芸苔属植物学报gydF4y2Ba简历。“Jinwa不。2英寸)，来自中国兰州甘肃省农业科学院，在潮湿的滤纸上在25°C的黑暗中发芽16小时，然后在干净的石英砂培养基中播种，并用半强度的Hoagland营养液施肥[gydF4y2Ba45gydF4y2Ba每天一次。幼苗在现代温控温室中培养，光照周期为12 h，温度为23±2/13±2°C(昼/夜)，光照强度约为200 μmol mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。当幼苗第二次完全展开的叶片出现时，将每组20株均匀的幼苗移栽到填充6 L nh6的容器(38 cm × 28 cm × 12 cm)中gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba处理过的溶液，每隔4小时曝气一次。分别置于正常光照(200 μmol m)下gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})和低光照强度(100 μmol m)gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})，并提供以下NH之一gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba比例:0:100,10:90,15:85和25:75。这两种光照条件由遮阳网和白炽灯调节。gydF4y2Ba

所用营养液的组成为:5 mmol LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}N，用Ca(NO)gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba）gydF4y2Ba_2gydF4y2Bah·4gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba啊,先gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba因为没有gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba-N和使用(NH)gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba）gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba在北半球gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba-N 1mmol LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}P等于KHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba阿宝gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba， 3 mmol LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}K是已知的gydF4y2Ba_3.gydF4y2BaKgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba和KHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba阿宝gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba1.5 mmol LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}Ca = Ca(NO)gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba）gydF4y2Ba_2gydF4y2Bah·4gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba啊,卡索gydF4y2Ba_4gydF4y2Bah·2gydF4y2Ba_2gydF4y2BaO和CaClgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba， 2 mmol LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}Mg as MgSOgydF4y2Ba_4gydF4y2Bah·7gydF4y2Ba_2gydF4y2BaO，加上Hoagland和Arnon [gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]。植物基本需要的所有元素在4nh中浓度保持不变gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba:不gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba治疗方法(附加文件)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba:表1)。硝化抑制剂DCD, 7 μmol LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})被供应到每个集装箱。通过添加0.1 mol L调节每个容器中营养液的pH为6.5-7.0gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}盐酸或氢氧化钠溶液，每天一次。6-L营养液每周更换一次，以避免耗竭效应。每个容器里有20棵幼苗，按照完全随机的设计安排在温室里。gydF4y2Ba

冠层铺展、叶面积和生物量的测量gydF4y2Ba

处理14 d后，白菜幼苗的叶展呈椭圆形，计算公式为:冠层展= π × A × B / 4，其中A为两对叶的最长展，B为两对叶在平面上的最短展。用拓普仪器公司的YMJ-C型叶面积分析仪测定总叶面积。中国)。gydF4y2Ba

当幼苗收获时，记录整株的鲜重。随后，所有分组样品先在105°C烤箱中保存15分钟，然后在80°C烤箱中保存至恒重。所有样品的干重都是用数字天平测定和记录的。gydF4y2Ba

气体交换参数及叶绿素含量测定gydF4y2Ba

净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和细胞间COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba利用便携式光合系统(CIRAS-2, PP system, UK)测量第二幼完全展开叶片的浓度(Ci)。光合光子通量密度(200 μmol mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})、环境COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度(380 μmol molgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})，叶片温度(25°C)和相对湿度(75%)保持在整个测量过程中。gydF4y2Ba

用SPAD仪(叶片叶绿素仪，SPAD-502 plus, Tuopu Instruments Inc.)测定叶片总叶绿素含量。中国)。然后将叶片样品冷冻于液氮中，保存于- 80°C，以测定卡尔文循环酶编码基因的活性和相对表达水平。gydF4y2Ba

叶绿素荧光成像gydF4y2Ba

处理开始后第9天，使用Imaging-PAM叶绿素荧光仪(Walz, Effeltrich，德国)研究叶绿素荧光诱导参数。测量前，将植物叶片置于黑暗中30分钟，使所有反应中心打开。利用Imaging- PAM，在饱和脉冲的作用下，分别获得了光适应叶片的稳定叶绿素荧光Fs、Fo(分别为暗适应叶片的最小荧光产率)和Fm′、Fm(分别为光适应叶片的最大荧光产率)。PSII的最大量子产率(Fv /Fm = (Fm- Fo)/ Fm)和PSII的有效量子产率(ФPSII) (ФPSII = (Fm ' - Fs) /Fm ')根据genenty等计算。[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。当光化光在远红光存在下关闭时，测量了光适应最小荧光(Fo ')。光化学猝灭(qP)由qP = (Fm ' - Fs) / (Fm ' - fo ') [gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。给定光化辐射下的电子传递速率(ETR)[光合有效辐射(PAR) = 0、21、56、111、186、281、396、531、701、926、1076 μmol m]gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}是根据White和Critchley [gydF4y2Ba48gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

卡尔文循环酶活性的测定gydF4y2Ba

分别于处理后0、3、6、9、12和15 d采集植株顶部第二叶，测定酶活性。采用ELISA试剂盒(中国上海Yanji生物技术有限公司)测定核酮糖- 1,5 -二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco, EC 4.1.1.39)、甘油醛-磷酸脱氢酶(GAPDH, EC 1.2.1.12)、果糖- 1,6 -二磷酸酶(FBPase, EC 3.13.11)、果糖- 1,6 -二磷酸醛缩酶(FBA, EC 4.1.2.13)和转酮醇酶(TK, EC 2.2.1.1)的活性，提取方法参照Rao和Terry [gydF4y2Ba49gydF4y2Ba稍加修改。冷冻叶片样品(0.5 g)在液态氮中研磨成细粉gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba用研钵和杵转移到离心管中，然后在预冷提取缓冲液(5ml)中提取。酶提取液在12000 ×下离心15 mingydF4y2BaggydF4y2Ba4°C。上清液用于卡尔文循环酶活性测定。随后，根据制造商的说明，使用Microplate Absorbance Reader (BioTek ELX800, USA)在450 nm吸光度下测定Calvin循环酶的活性。gydF4y2Ba

采用Bradford法测定各酶提取液的蛋白质浓度[gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]。结果用U g表示gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}的蛋白质。gydF4y2Ba

总RNA提取及基因表达分析gydF4y2Ba

根据供应商的说明，使用RNAiso Plus (TaKaRa D9108A)提取总RNA。根据产品说明书，采用SYBR®Green QPCR MIX QPS-201 T (TOYOBO)实时定量RT-PCR检测小白菜卡尔文循环酶基因的相对mRNA表达量。迷你小白菜gydF4y2Ba肌动蛋白gydF4y2Ba基因(GenBank登录号:JN120480.1)作为内控。引物由上海三工生物科技有限公司设计合成。在核苷酸的基础上，rubisco大亚基基因(gydF4y2Ba加拿大皇家银行gydF4y2BaL)， rubisco小亚基基因(gydF4y2Ba加拿大皇家银行gydF4y2BaS)甘油醛-3-磷酸脱氢酶(gydF4y2BaGAPDHgydF4y2Ba)、果糖- 1,6 -二磷酸酶(gydF4y2BaFBPasegydF4y2Ba)、果糖- 1,6 -二磷酸醛缩酶(gydF4y2BaFBAgydF4y2Ba)、转酮醇酶(gydF4y2BaTKgydF4y2Ba),gydF4y2Ba肌动蛋白gydF4y2Ba基因被设计并用于扩增。用于设计引物的序列的基因库登录号在附加文件中提供gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba表S2。gydF4y2Ba

每个real-time PCR反应体系在real-time PCR Detection system (ABI stepone plus, USA)上以20 μl的终体积进行，程序如下:95°C下5 min, 95°C下10 s, 60°C下30 s, 40个循环，退火步骤收集数据。在40个循环后，我们包括在95°C 15 s, 60°C 60 s和95°C 15 s的解离/熔化曲线阶段。mRNA水平的相对定量基于Livak和Schmittgen的方法[gydF4y2Ba51gydF4y2Ba]。的阈值周期值(Ct)gydF4y2Ba肌动蛋白gydF4y2Ba从目标基因中减去，得到ΔCt值。将实验中对照样本的Ct值从ΔCt值中减去，得到ΔΔCt值。每个样本相对于对照的表达水平表示为2gydF4y2Ba^{——ΔΔCtgydF4y2Ba}。所有的样品都进行了三次分析。gydF4y2Ba

碳水化合物、总氮和碳氮比分析gydF4y2Ba

碳水化合物(葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉)水平采用蒽酮-硫酸法测定，Halhoul和Kleinberg [gydF4y2Ba52gydF4y2Ba做了一点修改。总碳水化合物含量由葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉含量测定。用Knowles和Ries描述的凯氏定氮法测量茎部组织中的总氮水平[gydF4y2Ba53gydF4y2Ba做了一点修改。碳氮比(C: N)由碳水化合物和氮各自的值推导而来。gydF4y2Ba

数据分析gydF4y2Ba

采用Tukey检验，采用SPSS 16.0统计软件检验处理间均数差异的显著性。采用R相关矩阵法，用SPSS 16.0软件对生长参数进行主成分分析。所有的图形都是由Origin ver创建的。OriginLab Institute Inc.;美国)。gydF4y2Ba

CgydF4y2Ba我:gydF4y2Ba

细胞间有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度gydF4y2Ba

ETR:gydF4y2Ba

电子传递速率gydF4y2Ba

功能性:gydF4y2Ba

果糖- 1,6 -二磷酸醛缩酶(EC 4.1.2.13)gydF4y2Ba

FBPase:gydF4y2Ba

果糖- 1,6 -二磷酸酶(EC 3.13.11)gydF4y2Ba

阵线/ Fm:gydF4y2Ba

PSII的最大量子产率gydF4y2Ba

GAPDH:gydF4y2Ba

甘油醛-磷酸脱氢酶(EC 1.2.1.12)gydF4y2Ba

g:gydF4y2Ba

气孔导度gydF4y2Ba

Pn:gydF4y2Ba

净光合速率gydF4y2Ba

表示为:gydF4y2Ba

光化学猝灭gydF4y2Ba

:gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

Rubisco大亚基基因gydF4y2Ba

红细胞表面gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

Rubisco小亚基基因gydF4y2Ba

二磷酸核酮糖羧化酶:gydF4y2Ba

1,5 -二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(EC 4.1.1.39)gydF4y2Ba

TK:gydF4y2Ba

转酮醇酶(EC 2.2.1.1)gydF4y2Ba

ΦPSII:gydF4y2Ba

PSII的有效量子产率gydF4y2Ba

我们非常感谢Alejandro Calderón-Urrea修改语言用法。作者非常感谢编辑和匿名审稿人，他们的重要和有价值的意见和帮助极大地改进了文章。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

国家自然科学基金(No. 31260473)、农业公益科研专项(No. 201203001)、中国农业科学研究系统(CARS-25-C-07)资助。这笔资金用于提供实验室化学品和实验所需的一些基本材料。gydF4y2Ba

数据和材料的可用性gydF4y2Ba

支持本文结论的数据集包含在本文及其附加文件中。本研究设计的所有引物在附加文件中列出gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba表S2。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

JY, WL和LH构思并设计了实验。LH和JL进行了实验并收集了数据。LH和MMD分析数据并撰写论文。JY, WL, MMD和JL与LH一起对稿件进行了严格的修改。所有作者都阅读并认可了稿件。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者宣称他们没有竞争利益。gydF4y2Ba

发表同意书gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

伦理批准并同意参与gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

从属关系gydF4y2Ba

1. 甘肃农业大学园艺学院，兰州市安宁区英门村1号，730070gydF4y2Ba

   胡林丽，廖卫标，穆罕默德·穆吉塔巴·达乌达，余继华，吕健gydF4y2Ba

2. 发展研究大学园艺系，加纳Tamale TL 1882邮编gydF4y2Ba

   穆罕默德·穆吉塔巴·达乌达gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba华贵的余gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

开放获取gydF4y2Ba本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba)，它允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制，前提是您要适当地注明原作者和来源，提供到知识共享许可协议的链接，并注明是否进行了修改。创作共用公共领域免责声明(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba)适用于本文中提供的数据，除非另有说明。gydF4y2Ba

转载及权限gydF4y2Ba