Page 93 - 《广西植物》2024年第11期

１１ 期 简少芬等: 氮素形态对穿心莲氮吸收、分配和内酯成分积累的影响 ２ ０ ７ ７

( １. Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ ＴＣＭ Ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ ａｎｄ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｂｏｔａｎｉｃａｌ Ｇａｒｄｅｎ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｐｌａｎｔｓꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３００２３ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｇｕａｎｇｘｉ Ｋｅｙ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｂｏｔａｎｉｃａｌ Ｇａｒｄｅｎ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｐｌａｎｔｓꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３００２３ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
３. Ｇｕａｎｇｘｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｒｅ ｏｆ ＴＣＭ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｒｅａｔｉｏｎꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｂｏｔａｎｉｃａｌ Ｇａｒｄｅｎ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｐｌａｎｔｓꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３００２３ꎬ Ｃｈｉｎａ )

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｎｉｔｒｏｇｅｎ (Ｎ) ｉｓ ａ ｍｉｎｅｒａｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｐｌａｎｔｓꎬ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ａ ｖｉｔａｌ ａｂｉｏｔｉｃ ｆａｃｔｏｒ
ｔｈａｔ ｌｉｍｉｔｓ ｐｌａｎｔ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｌａｒｉｆｙ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｎ ｆｏｒｍｓ ｏｆ Ａｎｄｒｏｇｒａｈｉｓ
ｐａｎｉｃｕｌａｔａ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ｃｏｎｔｅｎｔꎬ ｗｉｔｈ ｎｉｔｒａｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ( ＮＮ)ꎬ
ａｍｍｏｎｉｕｍ ｎｉｔｒｏｇｅｎ (ＡＮ)ꎬ ａｍｉｄｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ (ｕｒｅａꎬ ＵＮ) ａｎｄ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ( ｇｌｙｃｉｎｅꎬ ＧＮ) ａｓ ｓｏｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
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ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｎ ｉｓｏｔｏｐｅ ｔｒａｃｉｎｇ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍ ｏｎ Ｎ
ｕｐｔａｋｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ ( ｒａｐｉｄ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅꎬ ｊｏｉｎｔｉｎｇ ｓｔａｇｅꎬ
ｂｕｄｄｉｎｇ ｓｔａｇｅꎬ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ) ｏｆ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｌｅａｆ ａｎｄ
ｒｏｏｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅꎬ ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ｌｏｗｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ＮＮ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ. (２) Ｔｈｅ ｕｐｔａｋｅ ｒａｔｅ ｏｆ Ｎ ｗａｓ
ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅꎬ ａｎｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ. Ｔｈｅ ｕｐｔａｋｅ ｒａｔｅｓ ｏｆ ＡＮꎬ
ＵＮ ａｎｄ ＧＮ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ＮＮ ｉｎ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ. (３) Ｔｈｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｎ ｉｎ ｌｅａｆ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄꎬ ｗｈｉｌｅ
ｔｈｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｎ ｉｎ ｓｔｅｍ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ｂｕｄｄｉｎｇ ｓｔａｇｅ. Ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ＮＮ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ＡＮꎬ ＵＮꎬ ａｎｄ ＧＮ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｒｅｄｕｃｅｄ Ｎ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｉｎ ｌｅａｆꎬ ｂｕｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｓ ｉｎ ｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｏｏｔ ａｔ ｔｈｉｓ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ. (４) Ａｔ
ｒａｐｉｄ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅꎬ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｗｅｒｅ ｌｏｗｅｒ
ｉｎ ｔｈｅ ＮＮ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｆ Ｎ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｂｉｏｅｎｅｒｇｅｔｉｃｓ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ. Ｔｈｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｆ Ｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ＵＮ ａｎｄ ＡＮ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｔ ｂｕｄｄｉｎｇ
ａｎｄ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅｓꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. ( ５) ＡＮꎬ ＵＮ ａｎｄ ＧＮ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ａｎｄ ｄｅｈｙｄｒｏａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ
ｃｏｎｔｅｎｔｓꎬ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ １４￣ｄｅｏｘｙａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｔ ｂｕｄｄｉｎｇ ａｎｄ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅｓꎬ ｗｈｉｌｅ ｎｅｏａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ
ｗａｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ Ｎ ｆｏｒｍｓ. ( ６) Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ａｎｄ ｎｅｏａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｌｅａｆꎬ ｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｏｏｔꎬ Ｎ ｕｐｔａｋｅ ｒａｔｅꎬ ａｎｄ Ｎ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏｓ ｉｎ ｌｅａｆ ａｎｄ ｒｏｏｔꎬ
ｗｈｉｌｅ ｔｈｅｙ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｎ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｉｎ ｓｔｅｍ. Ｔｈｅ ｏｐｐｏｓｉｔｅ ｗａｓ ｔｒｕｅ ｆｏｒ １４￣
ｄｅｏｘｙａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ. Ｔａｋｅｎ ｔｏｇｅｔｈｅｒꎬ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔａｇｅ ｆｏｒ Ｎ
ｕｐｔａｋｅ ｉｎ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａꎬ ａｎｄ ｔｈａｔ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ ｃａｎ ｂｅｔｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚｅ ＡＮꎬ ＵＮꎬ ａｎｄ ＧＮꎬ ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ
ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ Ｎ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ Ｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｏｆ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｏｒｍꎬ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｐｔａｋｅꎬ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎꎬ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅꎬ Ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｉｓ ｐａｎｉｃｕｌａｔａ

氮是植物需求量最大的矿质营养元素ꎬ也是 (Ｃａｍｅｌｌｉａ ｓｉｎｅｎｓｉｓ)(Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)、天门冬(梁
限制植物产量和品质的关键非生物因子ꎮ 植物所 娟等ꎬ２０１８)、菘蓝( 唐晓清等ꎬ２０１７) 等植物中ꎬ较
需的 氮 主 要 来 源 于 土 壤ꎬ 以 无 机 态 的 硝 酸 根 高比例的铵态氮更有利于次生代谢物质的积累ꎮ
(ＮＯ )和铵根(ＮＨ )离子为主ꎬ也包括一些小分 不同氮素形态可能通过调控药用植物初生代谢
－
＋
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子的氨基酸和多肽等有机态氮( 曹小闯等ꎬ２０１５)ꎮ (如氨基酸合成、三羧酸循环和糖酵解) 和次生代
不同的氮素形态不仅对植物生长和生理特征有较 谢的关系以及次生代谢通路酶编码基因的表达影
大影响( Ｇｕｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００７)ꎬ也是影响药用植物次 响次生代谢物的积累( 张强等ꎬ２０１８ꎻ罗佳琪和付
生代谢物积累的关键因子ꎮ 不同氮素形态对植物 立忠ꎬ２０２０ꎻＣｈｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３)ꎮ 然而ꎬ其具体的影
次生代谢物积累的影响有很大差别ꎬ与次生代谢 响机制还缺乏系统研究ꎮ 不同氮形态对植物体内
物种类、植物对氮素形态的偏好性及氮形态的组 活性成分影响的差异在一定程度上与植物对不同
成有关ꎮ 如荨麻多酚物质( Ｂｉｅｓｉａｄａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００９)、 形态氮的吸收利用差异有关( 晏枫霞等ꎬ２０１０)ꎮ
甜叶菊的甜菊苷(Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)、医用大麻的大 但目前为止ꎬ关于药用植物对不同氮素形态的吸
麻素和萜类物质( Ｓａｌｏｎｅｒ ＆ Ｂｅｒｎｓｔｅｉｎꎬ ２０２２) 等在 收利用特征及其对次生代谢物积累的影响还鲜有
硝态氮条件下积累较铵态氮条件下高ꎬ而在茶树 报道ꎮ