摘要
近年来，我国大豆相关产业的发展越发繁荣，大豆品种遗传改良过程中在农艺性状、生理生化特性等方面也会产生差异。本研究以1923-2021年吉林省育成的23个大豆品种为材料，选用大田试验，在大豆苗期（V4）、开花期（R2）、结荚期（R4）、鼓粒期（R6）和成熟期（R8），测定大豆叶片氮代谢关键酶活性、含氮化合物含量和气体交换参数，旨在明确不同年代育成的大豆品种氮代谢关键酶活性的变化规律及其与叶片光合的关系，从更深的生理层面探讨氮素对大豆生长发育、产量的影响，为将来提高大豆对氮的利用效率、高产栽培及品种选育提供理论基础，也为大豆种植的氮肥合理施用提供理论参考。试验结果如下： 1.不同年代大豆品种叶片氮代谢关键酶活性的变化 硝酸还原酶(NR)活性呈单峰曲线变化，峰值在R2，近代品种NR活性均高于早期品种和中期品种；在R2期，近代品种NR活性分别比早期品种提高5.3%，比中期品种高4.8%。谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈先上升后降低的趋势；在R4期，近代品种GS活性分别比早期、中期品种高13.8%、7.6%。谷氨酸合酶(GOGAT)的活性变化趋势呈单峰曲线状，其中在R2时期，近代品种GOGAT活性比早期品种高66.7%，比中期品种高30.7%。谷氨酸脱氢酶(GDH)活性呈单峰曲线变化，峰值在R4，近代品种GDH活性比早期、中期品种分别高12.3%、5.2%。 2.不同年代大豆品种叶片含氮化合物含量的变化 大豆叶片中可溶性蛋白含量为单峰曲线变化，峰值为R4，近代品种可溶性蛋白含量比早期品种高16.2%，比中期品种高9.6%。游离氨基酸含量变化趋势为双峰曲线，在V4期、R4期出现峰值，V4期游离氨基酸近代品种分别比早期、中期品种高21.8%、8.0%，差异极显著，在R4期，近代品种分别比早期、中期品种高31.2%、25.1%。硝态氮含量随着生育时期的变化表现为逐渐下降，在V4期，近代品种分别比早期、中期品种低9.6%、3.9%，早期品种与近代品种差异显著。铵态氮含量为先上升再下降又升高的变化，在R2期，近代品种铵态氮含量分别比早期、中期品种高18.9%、10.5%，近代品种与早期、中期品种差异显著。 3.不同年代大豆品种叶片气体交换参数的变化 大豆叶片净光合速率(Pn)为单峰曲线变化，最大值在R4期，近代品种分别比早期、中期品种高33.6%、16.2%。气孔导度(Gs)变化趋势为先上升后下降，在R4期，近代品种Gs分别比早期、中期品种高51.3%、17.8%。蒸腾速率(Tr)的变化趋势呈单峰曲线变化，峰值R4；近代品种Tr分别比早期、中期品种高45.9%、20.4%，差异极显著。胞间CO2浓度(Ci)均呈上升再下降的趋势，最大值均出现在R2期。在R6时期，水分利用效率（WUE）近代品种比早期、中期品种分别高11.7%、7.4%。叶绿素含量峰值出现在R2时期，近代品种比早期、中期品种分别高31.7%、19.6%。 4.不同年代大豆品种叶片氮代谢关键酶活性与净光合速率的关系 在R4、R6时期，叶片NR活性与净光合速率呈显著正相关；在R2、R8时期，GS活性与净光合速率均呈极显著正相关，在R6时期，GS活性与净光合速率呈显著正相关；R4时期GOGAT活性与净光合速率呈显著正相关；GDH活性与净光合速率在R2时期呈极显著正相关。植株氮代谢关键酶能力提高，改善了叶片的光合性能。 5.不同年代大豆品种叶片氮代谢关键酶活性与育成年代的关系 叶片NR活性在整个生育时期均与育成年代呈正相关；GS活性在R2、R4期与育成年代呈正相关；GOGAT活性在V4-R6与育成年代呈正相关；GDH活性在V4、R2、R4、R8时期与育成年代呈正相关；氮代谢酶活性随着育成年代的推进而提高。
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