添加氮元素可以优化碳氮代谢及渗透调节物质的根叶协调性，从而提高Alhagi Sparsifolia的抗旱能力

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Nitrogen Addition Optimizes Root-Leaf Coordination of Carbon-Nitrogen Metabolism and Osmolytes to Improve Drought Tolerance in Alhagi Sparsifolia

荒漠植物阿尔格木种子萌发在干旱与氮肥互作下的生理响应及代谢调控机制研究。通过对比不同水分（正常/干旱）和氮肥（有/无）处理，发现干旱显著抑制生长及生理特性，氮肥补充可缓解干旱影响，尤其在中等干旱条件下，通过增强光合酶活性、渗透调节物质积累及碳氮代谢关键酶表达，提升植物抗旱能力，为荒漠植被保育提供理论依据。

　　

摘要

耐旱植物通过利用地下水在干旱条件下生存，但它们幼苗对表层土壤中水分和养分可用性的响应仍知之甚少。本研究调查了充分灌溉、中度干旱和严重干旱条件下（有无氮素）对中国西北部极度干旱的塔克拉玛干沙漠中优势物种Alhagi sparsifolia幼苗的生长、渗透调节、氮代谢以及碳氮代谢调节的影响。中度及严重干旱胁迫显著降低了生长速度并损害了生理特性。这两种干旱处理均减少了叶片、茎和根的生物量，并对叶片和根的生理生化特性产生了负面影响。此外，在中度和严重干旱条件下，叶绿素a、叶绿素b、Rubisco活性以及叶片相对含水量下降，而叶绿素酶活性上升。硝酸盐、铵盐及关键酶（硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、天冬氨酸氨基转移酶、丙氨酸氨基转移酶）的含量下降，其中在严重干旱条件下降幅更为明显。然而，叶片中的脱氨谷氨酸脱氢酶和酰胺化谷氨酸脱氢酶活性增加，而在两种干旱处理下，两个器官中的异柠檬酸脱氢酶活性也有所上升。叶片中的α-酮戊二酸含量增加，而根部的谷氨酸脱氢酶活性仅在中度干旱条件下升高，这表明代谢调节得到增强。此外，干旱减少了淀粉含量，但增加了可溶性糖的含量，并提升了氧化应激标志物（如一氧化氮和一氧化氮合成酶）以及渗透调节物质（脯氨酸、甘氨酸甜菜碱）的水平。然而，在干旱条件下施用氮素可以改善生长情况，降低叶绿素酶活性，提高叶片相对含水量，增加色素和Rubisco活性，以及渗透调节物质和碳水化合物的含量，并上调碳氮代谢相关酶的活性，从而增强植物的耐逆性。氮素缓解了干旱的影响，尤其是在中度干旱条件下，这突显了其在增强A. sparsifolia耐旱性以及帮助其在面临未来气候变化的极度干旱生态系统中生存方面的潜力。