氮素形態(tài)對(duì)喜樹葉片生長(zhǎng)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)及葉綠體相關(guān)基因表達(dá)的影響

卞賽男，常鵬杰，王寧杭，劉志高，張明如，吳家勝，申亞梅，王小德

（1.浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 杭州 311300； 2.浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 311300）

喜樹Camptotheca acuminata是中國(guó)特有樹種，屬于藍(lán)果樹科Nyssaceae喜樹屬Camptotheca植物，因葉片含有抗癌物質(zhì)喜樹堿（camptothecin），被認(rèn)為是重要藥用植物。施肥是高效培育喜樹、增加葉片產(chǎn)量的重要措施之一［1］。氮素是植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的首要因素，植物吸收氮素的形式主要有銨態(tài)氮（NH4＋-N）和硝態(tài)氮（NO3--N）。研究表明：合理增施氮肥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提升植物品質(zhì)［2］；除了影響光合作用，氮素還影響植物中抗氧化酶和膜脂過(guò)氧化物的生理代謝。過(guò)量氮肥會(huì)打破植物內(nèi)活性氧代謝的平衡，破壞膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)［3］，導(dǎo)致植物生理系統(tǒng)的紊亂，影響植物類囊體數(shù)量和類囊體蛋白形成。psbA，psbB和psbC是光系統(tǒng)Ⅱ核心復(fù)合體（PSⅡ）中重要的蛋白編碼基因?？栁难h(huán)中，核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（rubisco）是光合特性中碳同化的關(guān)鍵酶，主要由大、小2個(gè)亞基組成，在植物碳同化過(guò)程中具有重要作用，影響植物的光合特性［4］。不同植物在不同環(huán)境和生育期表現(xiàn)出對(duì)不同氮素形態(tài)吸收的顯著性差異［5-6］。 三葉青Tetrastigma hemsleyanum［7］和鐵核桃Juglans sigillata［8］都表現(xiàn)出對(duì) NO3--N 吸收的偏向性，而水稻Oryza sativa的葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)在2種氮素營(yíng)養(yǎng)下沒有差異［9］；出現(xiàn)差異的原因可能與研究對(duì)象和條件都存在一定的相關(guān)性［10］，但氮素形態(tài)對(duì)植物葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)過(guò)程及其參數(shù)的影響機(jī)制，目前尚無(wú)明確定論?？偟膩?lái)說(shuō)，不同植物對(duì)氮素形態(tài)吸收具有偏向性，而后者直接影響了植物生長(zhǎng)和葉綠素?zé)晒馓匦?，從而影響植物生長(zhǎng)的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此合適的氮肥水平及形態(tài)對(duì)植物生長(zhǎng)具有重要意義。近年來(lái)，關(guān)于氮肥對(duì)喜樹生長(zhǎng)的研究，主要集中在氮肥處理的不同水平［11］，而尚未采用不同氮素形態(tài)的不同水平對(duì)喜樹進(jìn)行處理研究。因此，本研究以2年生喜樹實(shí)生苗為實(shí)驗(yàn)材料，采用不同水平的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮施肥處理，通過(guò)研究葉片生長(zhǎng)、葉綠素?zé)晒馓匦院腿~綠體相關(guān)基因的表達(dá)，來(lái)探究適于喜樹生長(zhǎng)的最佳氮素水平和氮素形態(tài)，為喜樹施肥栽培提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)方法

于2017年4月5日選取無(wú)病蟲害、生長(zhǎng)健壯、規(guī)格基本一致的優(yōu)質(zhì)2年生喜樹實(shí)生苗270株（江西九江森淼綠化苗木公司），栽植在直徑30.0 cm，高40.0 cm的花盆中。栽植基質(zhì)為V（泥炭）∶V（珍珠巖）∶V（園土）=1∶1∶3， 填土（10.0±0.2）kg·盆-1， 土壤 pH 值為 6.8， 土壤電導(dǎo)率（EC）為 0.305 mS·cm-1，水解氮為86.6 mg·kg-1，速效磷為3.2 mg·kg-1，速效鉀為94.6 mg·kg-1。苗木于浙江農(nóng)林大學(xué)平山試驗(yàn)基地（30°15′50.09″N，119°42′54.67″E）緩苗 2 月，緩苗期間正常澆水， 待全部成活后， 于 6 月 18 日搬于浙江農(nóng)林大學(xué)溫室內(nèi)（30°15′30.39″N， 119°43′26.92″E）進(jìn)行施肥處理。

試驗(yàn)以清水組為對(duì)照（ck），銨態(tài)氮處理組使用硫酸銨［（NH4）2SO4］施肥，施氮量分別為2.5（T1），5.0（T2），7.5（T3）和 10.0（T4） g·株-1，硝態(tài)氮處理組使用硝酸鉀（KNO3）施肥，施氮量分別為 2.5（W1）， 5.0（W2），7.5（W3）和 10.0（W4）g·株-1。 所有盆栽苗均隨機(jī)擺放， 葉片之間無(wú)重疊， 各盆配有直徑40.0 cm的托盤，防止養(yǎng)分流失，每處理設(shè)置10株，重復(fù)3次。試驗(yàn)從6月18日至10月4日，隔15 d施肥1次。供試氮肥均為分析純（AR99%），購(gòu)自國(guó)藥（硫酸銨CAS#:7783-20-2，硝酸鉀CAS:7757-7）。施銨態(tài)肥時(shí)，肥料中加入7.0 μmol·L-1二氰二氨（C2H4N4,DCD）以抑制硝化反應(yīng)，于0，30，60，90，105 d測(cè)定相關(guān)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)期間進(jìn)行正常的管理。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目和方法

葉長(zhǎng)：分別于處理前后（0，105 d）選第2輪葉的倒數(shù)第3，4，5片葉子，用直尺測(cè)量苗木的葉長(zhǎng)（測(cè)量3株，取平均值），從葉片與葉柄連接基部到葉片尖端，精確到0.1 cm。葉面積：于處理前后（0，105 d）選第2輪葉的倒數(shù)第3，4，5片葉子，用方格紙測(cè)定苗木的葉面積 （測(cè)量3株，取平均值），從葉片與葉柄連接基部到葉片尖端的整個(gè)范圍，精確到0.01 cm2。葉綠素a和葉綠素b：采集喜樹頂端第5，6片葉，參照李合生［12］乙醇浸提法測(cè)定葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。葉綠素?zé)晒鈪?shù)：采用Li-6400便攜式光合儀（LI-COR，Lincoln，美國(guó)），于晴天上午9：00-11：00測(cè)定植株上位葉（第2輪葉倒數(shù)3，4片）葉綠素?zé)晒鈪?shù)。葉片暗適應(yīng)30 min后測(cè)定初始熒光產(chǎn)量（Fo），隨后施加1次強(qiáng)閃光（6000 μmol·m-2·s-1，脈沖時(shí)間0.7 s）測(cè)最大熒光產(chǎn)量（Fm），然后在自然光下適應(yīng)20 min，待熒光基本穩(wěn)定再測(cè)得穩(wěn)態(tài)熒光產(chǎn)量（Fs），最后給予1次強(qiáng)閃光，獲得光適應(yīng)下的最大熒光產(chǎn)量（Fm′）和最小熒光（Fo′）。各處理均3次重復(fù)。 暗反應(yīng)下 PSⅡ最大光化學(xué)效率 Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm，光系統(tǒng)下 PSⅡ最大捕獲效率 Fv′/Fm′=（Fm′-Fo′）/Fm′，光化學(xué)猝滅系數(shù) qP=（Fm′-Fs）/（Fm′-Fo′）， 非光化學(xué)猝滅系數(shù) qNP=1-Fv′/Fm′［13］。 測(cè)定葉綠素?zé)晒鈪?shù)時(shí)， 同時(shí)任選3株，從各株頂端6～9片葉中任意采集3片，放入液氮罐中帶回實(shí)驗(yàn)室置于-80℃冰箱中保存，用于測(cè)定光合酶基因的表達(dá)。葉綠體基因的表達(dá)：采用RNAperp Pure Plant Kit（TIANGEN，北京）試劑提取喜樹 RNA；參照 Reverse Transcriptase M-ML V（Takara，大連）試劑說(shuō)明書合成 cDNA，于-20℃儲(chǔ)存?zhèn)溆?。從美?guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心（NCBI）上獲得喜樹葉綠體基因序列，以Actin為內(nèi)參基因，用 Primer Express software（Applied Bio systems）設(shè)計(jì)引物（表1）。反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cDNA稀釋10倍后，用SYBRPrimix Ex TaqTM試劑盒（Takara，大連）進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（qRT-PCR），利用Light Cycler 480Ⅱ（Roche）熒光定量?jī)x器進(jìn)行目的基因qRT-PCR表達(dá)分析，反應(yīng)體系為20.0 μL，其中SYBRPrimix Ex TaqTM熒光染料10.0 μL， cDNA 模板 2.0 μL， 上下游引物（10 μmol·L-1）各 0.8 μL， 雙蒸水6.4 μL。兩步法PCR擴(kuò)增標(biāo)準(zhǔn)程序：預(yù)變性95℃30 s；聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)95℃5 s，61℃ 30 s，40個(gè)循環(huán)，每個(gè)樣品重復(fù)3次，采用2-ΔΔCt算法分析結(jié)果。

表1 熒光定量PCR引物Table 1 Primers sequence of target genes

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2007和SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素（one-way ANOVA）和Duncan法進(jìn)行方差分析和多重比較（α=0.05）。利用Origin 9.0軟件作圖。圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素處理水平對(duì)喜樹葉片生長(zhǎng)的影響

表2顯示：喜樹生長(zhǎng)至105 d，葉長(zhǎng)和葉面積均增加，處理組葉長(zhǎng)和葉面積均顯著高于ck（P＜0.05）。隨著氮素處理水平的提高，葉長(zhǎng)和葉面積均呈先上升后下降趨勢(shì)。與其他處理相比，T3和W3葉長(zhǎng)和葉面積最大，葉長(zhǎng)較ck（8.10±0.02）cm分別增加了32.3%和78.5%，葉面積較ck（25.43±0.15）cm2依次增加了130.0%和242.0%；且硝態(tài)氮處理水平下的葉長(zhǎng)和葉面積均高于銨態(tài)氮，說(shuō)明硝態(tài)氮更有利于植物生長(zhǎng)。

2.2 氮素處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

2.2.1 銨態(tài)氮不同處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 由表3可知：隨生長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)，植株葉片葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體升高，除T4外，其他處理葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)60 d較30 d時(shí)有所下降，90 d時(shí)又有所上升，至105 d時(shí)達(dá)到最大值。相同生長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)下，不同處理水平間差異較小。生長(zhǎng)至105 d時(shí)，T3葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其余處理（P＜0.05），較ck，T1，T2和T4依次上升了35.2%，17.2%，23.8%和15.2%。2.2.2 硝態(tài)氮不同處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 表4表明：隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，硝態(tài)氮處理下喜樹葉片葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化顯著；但不同處理水平相比，質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異較小。處理30～60 d，所有銨態(tài)氮處理下葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于ck，各處理水平相比，W3處理下葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，較ck和其他處理依次高出73.9%，44.5%，10.2%和31.3%。處理90～105 d，ck和W1的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)上升，W2，W3和W4先上升后下降，105 d時(shí)，W1葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于其他處理，W4最低。

表2 氮素處理水平對(duì)喜樹葉長(zhǎng)和葉面積的影響Figure 2 Effects of different concentrations of ammonium nitrogen and nitrate on leaf lengh of Camptotheca acuminata

表3 不同銨態(tài)氮處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Table 3 Effects of different concentrations of ammonium nitrogen and nitrate on chlorophyll content in C.acuminata

表4 不同硝態(tài)氮處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Table 4 Effects of different concentrations of ammonium nitrogen and nitrate on the chlorophyll content in C.acuminata

2.3 氮素處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

2.3.1 銨態(tài)氮不同處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 由圖1可知：至30 d，F(xiàn)v/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和qP呈顯著上升趨勢(shì) （P＜0.05），qNP呈下降趨勢(shì)，T4處理下Fv/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和qP達(dá)到最大。 到60 d時(shí)，T2和T3處理下Fv/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和qP達(dá)到最大值，與ck相比，依次提高了1.4%，9.2%和84.8%。60 d時(shí)T3處理組各測(cè)試參數(shù)顯著高于其他處理（P＜0.05），T4顯著低于其他處理。處理90～105 d，T2，T3和T4處理下Fv/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和 qP值呈下降趨勢(shì)，T1處理下 Fv/Fm下降，F(xiàn)v′/Fm′和 qP值呈上升趨勢(shì)，T3依然高于其余處理。90 d時(shí)，T3處理下qNP顯著低于其他同類處理，與ck相比下降了12.9%；105 d時(shí)，T4處理下Fv/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和qP降到最小，顯著低于其他處理；與ck相比，依次下降了11.1%，3.3%和5.6%。

2.3.2 硝態(tài)氮不同處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 圖2顯示：30 d時(shí)，不同硝態(tài)氮處理下Fv/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和 qP顯著上升，qNP顯著下降， 其中 W4處理 Fv/Fm和 Fv′/Fm′達(dá)到最大值， 此后顯著下降（P＜0.05）。60 d時(shí)，W2和W3處理下Fv/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和qP達(dá)到最大值，與ck相比，依次上升了2.6%，12.3%和115.8%；此時(shí)W3處理下這3個(gè)參數(shù)值顯著高于其他處理。處理90～105 d，W2，W3和W4處理Fv/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和qP值呈下降趨勢(shì)； W1處理Fv/Fm下降，F(xiàn)v′/Fm′和qP值上升； W3處理Fv′/Fm′和qP值依然高于其他處理，qNP顯著低于其他處理，與ck相比下降了29.9%。至105 d時(shí)，W4處理Fv/Fm，F(xiàn)v′/Fm′和qP顯著低于其他處理，與ck相比，依次下降了11.1%，3.3%和5.6%。

圖1 銨態(tài)氮不同處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響Figure 1 Effects of different concentrations of ammonium nitrogen on chlorophyll fluorescence characteristics of Camptotheca acuminata

2.4 氮素形態(tài)和處理水平對(duì)喜樹葉片核心復(fù)合體葉綠體基因和光合酶基因表達(dá)的影響

以不同處理在0 d時(shí)的表達(dá)量為ck，增施氮肥對(duì)PSⅡ蛋白編碼基因psbA（圖3A和圖3B），psbB（圖3C和圖3D），psbC（圖3E和圖3F）和光合酶基因RbcL（圖3G和圖3H）表達(dá)的影響顯著（P＜0.05）。由圖3可知：生長(zhǎng)30 d，所有基因表達(dá)量顯著提高。處理60 d時(shí)，T3處理下psbA表達(dá)上調(diào)，其余處理下所有基因表達(dá)顯著下調(diào)（P＜0.05），T3和W3處理下psbA，psbC和RbcL表達(dá)量顯著高于其他同類處理（P＜0.05），所有銨態(tài)氮處理psbB隨處理水平的升高而升高，T2處理psbB表達(dá)量顯著低于其他同類處理（P＜0.05）；與T1，T2和T4相比，T3處理psbA表達(dá)量上升了76.3%，50.8%和55.6%，psbC表達(dá)量上升了15.8%，16.5%和52.5%，RbcL表達(dá)量上升了66.8%，34.4%和39.9%。與W1，W2和W4相比，W3處理psbA表達(dá)量上升了71.9%，57.9%和75.6%；psbC表達(dá)量上升了8.7%，61.7%和15.4%；RbcL表達(dá)量上升了47.1%，22.3%和79.1%，處理90～105 d，T3和W3也保持顯著優(yōu)勢(shì)，90 d時(shí)，T3較T1，T2和T4依次增加了88.9%，28.7%，379.1%，W3較W1，W2，W4依次增加了201.8%，52.3%和 45.5%。105 d時(shí)，T4處理psbA和RbcL表達(dá)量顯著低于其他同類水平處理，達(dá)到最小值。

圖2 銨態(tài)氮不同處理水平對(duì)喜樹葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響Figure 2 Effects of different concentrations of nitrate nitrogen on chlorophyll fluorescence characteristics of C.acuminata

3 討論

植物不同生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)氮肥需求不同，在合理范圍內(nèi)增施氮肥，可以顯著促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì)［14］。研究認(rèn)為：與銨態(tài)氮相比，硝態(tài)氮具有更好的親和力、氮轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收效果［15］。本研究發(fā)現(xiàn)：銨態(tài)氮和硝態(tài)氮均提高了喜樹的葉面積和葉長(zhǎng)生長(zhǎng)量，以T3和W3優(yōu)勢(shì)最為明顯；相比而言， 硝態(tài)氮處理下喜樹生長(zhǎng)更優(yōu)；隨著氮素水平的繼續(xù)提高，喜樹葉長(zhǎng)和葉面積顯著下降，說(shuō)明植物吸收利用氮素存在一定限度，過(guò)量添加不利于生物量的積累［16］。

圖3 氮素形態(tài)和氮素水平對(duì)喜樹葉綠體基因和光合酶基因表達(dá)的影響Figure 3 Effects of different ammonium nitrogen and nitrate on the expression of chloroplast genes and photosynthetic enzyme genes in C.acuminata

葉綠素參與光能的吸收傳遞及分配，是重要的光合色素；不同氮素形態(tài)對(duì)植物葉綠素合成及對(duì)光能吸收、傳遞、捕獲和轉(zhuǎn)換具有重要影響［17］。研究表明：適量增加氮素可促進(jìn)米老排Mytilaria laosensis［18］和菘藍(lán)Isatis indigotica［19］葉綠素合成， 提高光合效率。 本研究發(fā)現(xiàn)： 合理范圍內(nèi)（T1～T3， W1～W3）增施氮肥，喜樹葉片葉綠素合成和光合效率顯著提高，以T3和W3效果最佳。對(duì)油麥菜Lactuca sativavar.longifoliaf［20］和黃瓜Cucumis sativus［21］而言，硝態(tài)氮處理下葉綠素相對(duì)含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)高于銨態(tài)氮處理；本研究同樣發(fā)現(xiàn)，處理初期，相同氮素水平下，硝態(tài)氮處理組葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)顯著高于銨態(tài)氮，這可能與植物對(duì)氮素形態(tài)的吸收代謝有關(guān)。李曉靜等［22］發(fā)現(xiàn)銨態(tài)氮以被動(dòng)吸收為主，擴(kuò)散進(jìn)入生物膜并破壞生物膜結(jié)構(gòu)，阻礙質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)的建立和碳同化物的形成；而硝態(tài)氮以主動(dòng)吸收為主，進(jìn)入生物膜并儲(chǔ)存于液泡中，對(duì)植物體內(nèi)離子平衡、碳同化物的形成有利。RAAB等［23］研究發(fā)現(xiàn)：高氮會(huì)造成葉綠素酶失活，葉綠素分解，光系統(tǒng)Ⅱ遭到破環(huán)，光子傳遞受阻，使植物發(fā)生光抑制現(xiàn)象；如小麥Triticum aestivum在高氮處理下，植物光合結(jié)構(gòu)和功能受到傷害，光合特性降低［24］。本研究發(fā)現(xiàn)，處理中后期（60～105 d）高氮水平下（T4和W4），喜樹的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)、葉綠素?zé)晒馓匦燥@著下降。原因可能是高銨態(tài)氮造成銨離子在體內(nèi)積累，類囊體結(jié)構(gòu)被破壞，質(zhì)子形成受阻，形成氧化磷酸化，破壞碳水化合物的形成，導(dǎo)致葉綠素合成受阻和植物光合特性降低［25］；高硝態(tài)氮處理破壞土壤理化性質(zhì)，造成喜樹缺素癥，表現(xiàn)出對(duì)鐵、鎂等元素吸收的拮抗作用，從而影響植物光合特性［26］。不同氮素形態(tài)或水平對(duì)qNP影響無(wú)顯著規(guī)律，其原因還需要進(jìn)一步研究。

光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）由多亞基復(fù)合組成，吸收外界光能并將激發(fā)能轉(zhuǎn)移到反應(yīng)中心；psbA，psbB和psbC是編碼PSⅡ反應(yīng)中心蛋白質(zhì)基因，RbcL基因編碼核酮糖二磷酸羧化酶的大亞基。研究發(fā)現(xiàn)：增施氮肥可以提高植物碳同化能力，促進(jìn)RbcL表達(dá)［27］。以甜菜Beta vulgaris［28］為例，銨態(tài)氮處理，其葉片中Rubisco酶基因表達(dá)高于硝態(tài)氮處理。本研究中，處理初期（30 d）不同氮素形態(tài)處理均促進(jìn)了葉綠體基因的表達(dá)，相同水平下硝態(tài)氮處理RbcL的表達(dá)高于銨態(tài)氮；至中后期，T1和W1處理下RbcL的表達(dá)顯著高于其他同類處理，說(shuō)明適宜的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮處理提高了植物的碳同化能力；相比之下，硝態(tài)氮較銨態(tài)氮更有利于提高喜樹的碳同化能力，進(jìn)一步說(shuō)明了喜樹是喜硝植物［29］。葉綠素?zé)晒膺^(guò)程極其復(fù)雜，受各種刺激調(diào)控，植物碳同化和氮同化可能存在相應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。本試驗(yàn)60 d時(shí)，葉綠體基因表達(dá)下調(diào)，可能原因是隨著植物對(duì)長(zhǎng)期環(huán)境變化的響應(yīng)和適應(yīng)，相關(guān)葉綠體基因表達(dá)受到影響［30-31］。環(huán)境脅迫造成PSⅡ中的蛋白質(zhì)破壞，受蛋白編碼基因刺激表達(dá)的影響，受損的蛋白質(zhì)不斷被新合成的蛋白質(zhì)替代。SHAO等［32］發(fā)現(xiàn)：2.0 mg·L-1氮處理下，連苯三酚引起的銅綠假單胞菌Pseudomonas aeruginosa損害可通過(guò)psbA的刺激表達(dá)彌補(bǔ)。本實(shí)驗(yàn)中psbA，psbB和psbC在不同氮素水平處理下表達(dá)差異不顯著，可能是氮素刺激了PSⅡ的蛋白質(zhì)合成，形成自我保護(hù)機(jī)制［33］。高氮處理下，植物光電子傳遞受阻、熱耗散能力顯著下降、碳同化能力下降，發(fā)生了明顯的光抑制現(xiàn)象［34］，也會(huì)造成葉綠體基因的表達(dá)顯著下調(diào)。高銨態(tài)氮下銨離子的積累破壞了類囊體蛋白，降低了Rubisco酶活力，而高硝態(tài)氮下，植物對(duì)三價(jià)鐵離子、二價(jià)鎂離子的吸收下降，Rubisco酶活力受損，導(dǎo)致葉綠體基質(zhì)中類囊體光驅(qū)電子的轉(zhuǎn)移受阻礙，從而影響質(zhì)子中鐵硫-氧化蛋白的還原［35］。