中国是世界上柑橘种植面积最多的国家,柑橘也是我国南方主要经济作物。柑橘树体一般由砧木和接穗组成,不同的砧木对柑橘树体的生长发育影响不同。枳作为传统柑橘砧木,具有耐寒、耐旱、耐贫瘠等特点;资阳香橙是近些年发掘出来的优良柑橘砧木,能够适应石灰性土壤,且嫁接后树势旺盛、产量高。近几年我国柑橘品种选育与引进走上快车道,像沃柑、金秋砂糖橘等新品种受到广大种植户的青睐,但是针对以上品种的砧木选育并未跟上,选择适地适宜的柑橘砧木品种工作还有待于加强。国内柑橘多以丘陵山地栽培为主,立地条件较差,土壤中氮含量不足;同时种植户为了追求高产过量施肥,导致氮肥施用过多。通过近些年的调查研究发现,柑橘园普遍存在氮肥施用缺乏和过量现象。同时生产中我们发现采用资阳香橙为砧木表现为生长速度快、树体高大,为探究枳和资阳香橙在氮素利用上是否存在差异及其对氮素吸收、利用的特性,开展进行本实验。本研究通过三个主要实验。一是以采用水培培养的枳与资阳香橙幼苗为试材,进行正常氮水平、缺氮和高氮胁迫处理,探究两种砧木在氮胁迫下的无机氮含量、氮同化酶活性与基因表达进行研究,为深入揭示柑橘氮高效利用机制奠定基础。二是采用一年生枳和资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗进行施肥处理,设置三个不同氮肥浓度,通过标记15N尿素的方法,探究两种砧木纽荷尔脐橙幼苗对15N尿素的吸收、分配与利用。三是通过在大田对枳和资阳香橙砧金秋砂糖橘进行施氮肥处理,探究果实成熟期两种砧木的金秋砂糖橘对15N尿素的吸收、分配与利用。主要研究结果如下:1、氮胁迫对枳和资阳香橙砧木氮代谢及相关基因表达的影响研究1.1氮胁迫对枳与资阳香橙氮累积量的影响缺氮胁迫下,枳与资阳香橙的地上部与根系氮的累积量均下降;而高氮胁迫时,枳与资阳香橙地上部与根系氮的累积量均增加,资阳香橙的增加量高于枳的。1.2氮胁迫对枳与资阳香橙硝态氮和铵态氮含量的影响无论是叶片还是根系中,资阳香橙各处理的硝态氮含量都显著大于枳,枳与资阳香橙叶片中的硝态氮含量各处理均为高氮>对照>缺氮,枳与资阳香橙铵态氮含量与各处理的硝态氮基本一致,呈高氮>对照>缺氮(资阳香橙根系除外)。在叶片中,资阳香橙对照和缺氮处理铵态氮含量均显著低于枳,但高氮处理显著高于枳。1.3氮胁迫对枳与资阳香橙氮代谢关键基因相对表达量的影响枳的叶片中,在氮胁迫下基因Fd-GOGAT、NR、Ni R、GDH2的相对表达量比对照有明显下降。在资阳香橙的叶片中,基因NR、Ni R、GDH1、GDH2、GS在氮胁迫下的相对表达量与对照相比明显下降,其中NR、GDH1、GDH2在氮胁迫下的相对表达量与对照有显著差异。1.4氮胁迫对枳与资阳香橙氮代谢关键酶活性的影响氮胁迫处理与对照相比,显著降低了枳与资阳香橙的硝酸还原酶活性,在叶片中,枳与资阳香橙缺氮处理硝酸还原酶活性比对照分别降低了31.1%和31.9%,高氮处理比对照分别降低了14.4%和38.9%。2、枳和资阳香橙砧木纽荷尔脐橙幼苗对氮吸收、分配和利用的影响2.1不同施氮水平对枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗株高的影响枳砧和资阳香橙砧的纽荷尔脐橙幼苗株高会随着时间的增加而增加。三种施肥浓度对枳砧纽荷尔脐橙幼苗的株高并没有显著性的影响,而对于资阳香橙砧来说,在高浓度施肥情况下,株高明显受到了影响。2.2不同施氮水平对枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗叶片相对叶绿素的影响三种施肥浓度的枳砧纽荷尔脐橙幼苗的相对叶绿素水平在7月之后呈现显著性差异,与资阳香橙砧的不同之处,枳砧的纽荷尔脐橙幼苗的相对叶绿素呈现处理N16>N24>N32。2.3不同施氮水平对枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙树体重量的影响枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗鲜重和干重在三种氮水平下都呈显著性差异,除了资阳香橙砧的干重外,三种氮水平下两种砧木上幼苗重量从高到低为N16>N24>N32。2.4不同施氮水平对枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙树体各器官Ndff的影响在枳砧纽荷尔脐橙幼苗中,同一器官中不同氮素水平的Ndff呈显著性差异,在叶、梢、主干和主根中,相对叶绿素由高到低都是N24>N16>N32,而在细根中,则是N16>N24>N32。在枳砧和资阳香橙砧的纽荷尔脐橙幼苗中,在同一氮素水平下,根中的Ndff最高。2.5不同施氮水平对枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙树体各器官15N分配率的影响在枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗中,各器官15N分配率从高到低依次为根(包括主根和细根)>叶>主干>梢,不受氮素水平的影响。2.6不同施氮水平对枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙的15N利用率枳砧和资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗的15N利用率在不同氮素水平下呈显著性差异,从高到低都是N16>N24>N32。在同一氮素水平上,资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗显著高于枳砧的。3、枳和资阳香橙砧金秋砂糖橘对15N的吸收、分配和利用3.1两种砧木金秋砂糖橘果实外观品质枳和资阳香橙砧金秋砂糖橘果实的外观品质在果实亮度、果型指数和果皮厚方面没有显著性差异,资阳香橙砧的金秋砂糖橘平均单果重量是枳砧的1.09倍。3.2两种砧木金秋砂糖橘果实内在品质枳砧金秋砂糖橘的可溶性固形物为11.53%,而资阳香橙砧金秋砂糖橘的可溶性固形物为10.27%,两者呈显著性差异。枳砧金秋砂糖橘的的可滴定酸同样显著高于资阳香橙砧的,但是资阳香橙砧金秋砂糖橘的维生素C含量显著高于枳砧的。两者的可食率和糖酸比没有显著性的差异。3.3两种砧木金秋砂糖橘果实成熟期不同器官Ndff值资阳香橙砧金秋砂糖橘在果实成熟期各器官的Ndff值都显著高于枳砧金秋砂糖橘的。枳和资阳香橙砧金秋砂糖橘在果实成熟期各器官的Ndff值都是以果实最高,资阳香橙砧是枳砧的1.14倍。3.4两种砧木金秋砂糖橘果实成熟期不同器官15N分配率资阳香橙砧金秋砂糖橘在树体器官主干、主枝、一年生枝、细根和果实中的15N分配率均显著高于枳砧的,两者在多年生枝和主根中的15N分配率没有显著性差异。3.5两种砧木金秋砂糖橘果实成熟期的15N利用率资阳香橙砧金秋砂糖橘植株总氮量为107.59g,15N的吸收总量为1.96g,植株的15N利用率为35.44%,均显著高于枳砧金秋砂糖橘的73.31g,1.2g和21.67%。其中资阳香橙砧金秋砂糖橘植株的15N利用率是枳砧的1.64倍。4、结论4.1缺氮显著降低了枳与资阳香橙根与叶片中的氮累积量以及氮代谢相关酶活性和氮代谢基因的表达,同时也降低了两者体内的硝态氮和铵态氮的含量。枳的氮代谢相关酶活与资阳香橙相比耐受性更高,资阳香橙氮吸收能力要强于枳。4.2在高浓度氮肥施用的情况下,与枳相比,资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗株高受到抑制;同等施氮情况下,资阳香橙砧纽荷尔脐橙幼苗的15N利用率显著高于枳砧的。4.3与枳砧相比,以资阳香橙为砧木的金秋砂糖橘表现为更高的果实产量;资阳香橙砧金秋砂糖橘植株的15N利用率显著高于枳砧的。