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植物对氮素吸收利用的研究进展目录Contennts引言植物对氮素吸收利用的生理机制植物吸收氮素的分子机制展望氮素对植物生长发育的影响引言延时符氮素是作物生长发育过程中必需的大量元素之一，氮素对作物最终产量的贡献为40%~50%，是植物体内蛋白质、核酸、磷脂和某些生长激素的重要组分之一，但是氮素的过量施用也带来严重的负面影响，如地下水硝酸盐的污染和江河湖泊的富营养化。N中国现状据统计，中国目前氮肥年施用量是2500万t，是世界平均水平的3倍，但是氮肥的利用效率却只有30%氮素对植物生长发育的影响延时符1.1氮素对植物光合作用的影响植物体内的氮素营养水平直接或间接的影响着植物的光合作用，氮素不仅是植物叶绿素的一个重要组成部分，而且对植物光合作用中光反应和暗反应的一系列酶的活性有重要影响。研究表明，在一定范围内，植物的光合速率随植物体内氮素营养水平的提高而提高，而当植物体内的氮素超过一定的临界值后，植物的光合速率反而有下降的趋势。植物体内的碳同化和氮同化既相互促进又相互制约，碳同化为植物的氮同化提供同化力即ATP和NADPH，而氮同化通过影响碳同化过程中关键酶活性而影响植物碳同化的速率，合理利用氮素对于提高植物光合作用有重要的影响。氮素对植物生长发育的影响1.2氮素对植物体内抗氧化系统的影响活性氧是植物生长发育过程中所产生的一种小分子物质，活性氧的积累而产生的氧化逆境对植物的生长发育有重要的抑制作用。植物体内的抗氧化保护系统可以有效的清楚植物体内的活性氧从而对植物产生保护作用。研究表明，植物体内的氮素营养水平对抗氧化保护酶的活性有显著的影响。小麦等植物的研究表明，随着植物体内氮素营养水平的提高，其体内SOD、POD、CAT等酶的活性显著增强，而体内MDA的含量则显著下降，从而延缓植物叶片的衰老。氮素对植物生长发育的影响1.3氮素营养对植物水分吸收利用的影响植物体内的氮素营养水平还可以通过影响植物的水分生理间接的对植物的生长发育产生影响。研究表明，氮素的增产作用不仅仅表现在肥料本身，更重要的是与土壤中水分的互作，水分和氮素具有明显的正向交互作用，可以大幅提高作物的产量。土壤水分与氮素的合理搭配可以合理调节作物营养生长与生殖生长之间的关系，提高作物的收获指数。氮素对植物生长发育的影响1.4氮素营养对植物内源激素的影响一氧化氮（NO）作为一种生物活性分子是植物生长发育中的一种重要的信号分子，参与了多个植物的生长发育的过程，如与ABA协同参与调节气孔的关闭等。研究表明，氮素也参与了植物气孔的调节过程，植物的氮素营养与植物体内的ABA含量呈正相关关系，良好的氮素营养可以减少植物叶片中的ABA的水平，维持植物的气孔开度，提高植物的光合速率。植物对氮素吸收利用的生理机制延时符对于植物而言，铵态氮和硝态氮是其生长发育过程中主要的氮源。在正常的自然条件下，土壤中硝态氮的含量要显著高于铵态氮的含量，因此，硝态氮在植物的生育周期中发挥着更为重要的作用。植物对氮素的吸收主要包括在硝酸还原酶的作用下将NO3-先还原为NH4+和NH4+在多种酶的作用下进一步合成多种可被植物利用的氨基酸的2个过程(如图1所示)。植物对氮素吸收利用的生理机制植物吸收氮素的分子机制低亲和运输系统(Low-affinityTransportSystems，LATS)高亲和运输系统(High-AffinityTransportSystems，HATS)组成型高亲和运输系统(ConstitutiveHigh-affinityTransportSystems，CHATS)诱导型高亲和运输系统(InducibleHigh-affinityTransportSystems，IHATS)植物吸收氮素的分子机制NR硝酸还原酶Nia1，受NADH的特异性诱导表达；Nia2，以NAD(P)H为底物表达。通过对模式植物拟南芥的研究表明，NO2-对NR的活性和Nia1的表达具有反馈抑制作用。另外编码谷酰胺合成酶（GS）的基因也已经在水稻中克隆到了，它也包括2个基因分别是位于细胞质中的Gln1和位于叶绿体中的Gln2。进一步的研究表明，Gln1和Gln2在植物中的表达部位和表达条件均不相同，Gln1主要在植物地下部的根系中不受光诱导表达，而Gln2主要在植物的上部表达受光诱导。目前，关于作物吸收利用氮素的生理和分子机制的研究已经有了重要的进展，但是仍有较大的不足，个人认为今后应着重加强以下研究：（1）筛选氮素高效利用的作物品种；（2）对已发现的与氮素吸收和氮素同化相关基因功能的进一步研究；（3）深入发掘与作物氮素高效利用相关的功能基因，使植物在氮素亏缺状态下最大限度的吸收利用氮素，提高氮素利用效率；（4）进一步研究作物氮素高效利用的生理和分子机制；（5）氮素吸收和代谢中关键基因的调控模式；（6）植物中的氮素信号传导途径。展望THANKS延时符