《Journal of Integrative Agriculture》：Mechanism of canopy nitrogen spraying after anthesis increasing grain yield and protein content in wheat
编辑推荐：
外源氮处理在小麦开花后15天显著提升籽粒产量和氮积累，通过增强前花色素重移和花后氮同化实现，田间试验显示增产5.21%、蛋白质含量提高7.50%。其机制涉及C4途径关键酶（PEPC、NADP-MDH等）活性上调及TCA/Calvin循环增强，促进碳氮代谢与蛋白合成。
Jie Ren|Haoran Li|Bingjin Zhou|Zhongwei Liu|Ying Liu|Zhimin Wang|Zhigan Zhao|Zhencai Sun|Yong Li|Xubo Zhang|Yinghua Zhang
中国农业大学农学与生物技术学院，北京 100193，中国
摘要
在小麦灌浆期，外源氮的供应可以通过延缓衰老和增加氮储备来提高籽粒产量和蛋白质积累。然而，其背后的机制尚不清楚。首次在盆栽实验中评估了开花后15天（AS）进行叶面喷氮的效果，并在节水栽培条件下通过田间试验进一步研究了相关的调控机制。盆栽实验表明，AS处理通过改善开花前的氮再利用和开花后的氮同化作用，增加了籽粒重量、产量和氮积累。喷氮后12小时，来自叶面的氮开始在籽粒中显著积累，占籽粒氮积累增加量的32.52%。田间试验进一步验证了AS处理在快速生长阶段和缓慢生长阶段均提高了灌浆速率和氮积累速率，与喷等量去离子水（CK）相比，籽粒产量增加了5.21%，蛋白质含量增加了7.50%。AS处理上调了C4途径中的关键酶——包括磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）、NADP-苹果酸脱氢酶（NADP-MDH）、NADP-苹果酸酶（NADP-ME）和丙酮酸磷酸二激酶（PPDK）——并提高了颖壳、外稃和内稃中的苹果酸含量。这些结果表明，AS处理促进了三羧酸（TCA）循环和卡尔文循环，为蛋白质和淀粉的生物合成提供了反应底物。此外，AS处理还促进了籽粒中的氮代谢，有利于蛋白质的积累。本研究提出了一种可行的策略，用于缓解开花后的干旱胁迫，提高具有类似农业气候条件的地区的小麦产量和籽粒品质。
