黄亚楠，王登良，苏彦华

低pH影响大豆和菜豆对氮素形态的响应①

黄亚楠1,2，王登良3，苏彦华1*

(1土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京 210008；2中国科学院大学，北京 100049；3山东省济南市商河县农业农村局，济南 251600)

通过室内水培试验，模拟了植株生长的缺氮、纯铵、纯硝3个不同氮素营养环境，研究了两种豆科作物(大豆和菜豆)幼苗生长对氮素及氮素形态的响应，同时对营养液pH进行了实时监测；在单一供铵的基础上，研究了在不同pH(pH 4.5，pH 6.5)下两种豆科作物对铵态氮的响应特征，并利用实时定量PCR技术，探究了植株体内的铵转运蛋白(AMT)基因对pH的响应规律；通过构建系统进化树、关键位点序列比对，对不同物种的AMT蛋白进行了生物信息学分析。研究结果表明：与缺氮处理相比，纯硝处理显著增加了大豆和菜豆的生物量，尤其是根系生物量，而纯铵处理下无显著变化；但是纯铵与纯硝处理下植株体内的氮积累量基本相同，且发现纯铵处理下营养液pH显著下降。通过控制纯铵处理的营养液pH，发现相比于pH 6.5，pH 4.5显著降低了两种豆科作物的生物量。进一步研究大豆体内主要铵转运蛋白基因的表达情况，结果显示，相比于pH 6.5，pH 4.5显著降低了大多数铵转运蛋白基因的表达量；生物信息学分析表明，大豆和菜豆的AMT在亲缘关系上高度相近，而与喜铵作物水稻的亲缘关系较远。本研究表明大豆和菜豆对铵态氮的吸收会导致根际环境酸化，从而限制植株生长，这为田间提高豆科作物的氮素营养提供了一个视角。……