上海交通大學博士論文答辯樣板

1番茄對有機氮的吸收及土壤可溶性有機氮行為特性研究博士生：XXX導師：XXX教授專業(yè)：蔬菜學研究方向：植物營養(yǎng)生理生態(tài)2024年11月25日2024/11/25.2.1.論文的背景2.研究思路和主要內容4.土壤可溶性有機氮行為特性5.主要結論3.番茄對有機氮的吸收利用特性論文內容提要6.后續(xù)工作展望2024/11/25.3.1.論文背景氮是植物生長最重要的元素之一,亦是全球生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的重要組成部分土壤有機氮直接或間接影響微生物活性及氮養(yǎng)分的生物有效性,是礦質氮的源和匯土壤有機氮礦化被認為是調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)循環(huán)和全球碳循環(huán)的重要過程植物有機氮營養(yǎng)現(xiàn)象的深刻揭示傳統(tǒng)的礦質營養(yǎng)觀念的改變導致許多生態(tài)學問題的再認識2024/11/25.4.有機氮源（ON）利用—植物氮源利用的多樣性極端環(huán)境野生植物（白毛羊胡子草、莎草）對ON的吸收作物（水稻、番茄等

）對氨基酸態(tài)N的吸收植物對根際氨基酸分泌物的再吸收菌根對植物吸收ON的促進作用2024/11/25.5.植物對氨基酸的吸收氨基酸種類試驗方法文獻來源甘氨酸水培植株完全培養(yǎng)或切根離體培養(yǎng)Turnbulletal.(1996);Raab(1999);Thornton(2001)谷氨酸、天（門）冬氨酸水培切根離體培養(yǎng)Blaudezetal.(2001);Kielland(1994)15種自由氨基酸水培切根離體培養(yǎng)PerssonandN?sholm(2001)丙胺酸苗期水培BajwaandRead(1985)丙胺酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、天（門）冬氨酸無菌水培Cliquetetal.(1997)精氨酸、甘氨酸非無菌水培?hlundandN?sholm(2001)甘氨酸非無菌條件下的水培或土培N?sholmetal.(2000);Milleretal.(2003);Weigeltetal.(2003)甘氨酸、絲氨酸、精氨酸、苯丙氨酸土壤盆栽Alexandra

Weigeltetal.(2005)谷氨酸、甘氨酸、賴氨酸田間模擬試驗HenryandJefferies(2003b)甘氨酸田間試驗Streeteretal.(2000);N?sholm(2001);McKane(2002);Gly是土壤中含量最高的游離氨基酸,也是分子量最小,結構最簡單的氨基酸,因此成為植物有機營養(yǎng)氨基酸態(tài)氮研究的理想氮源。2024/11/25.6.土壤有機氮—生態(tài)系統(tǒng)中有機氮對植物的潛在有效性土壤可溶性有機氮來源:有機質分解的中間產物、施入的有機肥料和作物秸桿、微生物和根系的代謝產物和分泌物等土壤氮素主要以有機態(tài)氮形式存在，約占土壤全氮的90%以上土壤SON和土壤DON土壤活性有機氮土壤游離氨基酸:有可觀的數量(濃度或庫大小)；有足夠大的通量土壤中各種N素形態(tài)2024/11/25.7.生態(tài)系統(tǒng)可溶性有機氮循環(huán)ShootSOMNO3-NH4+LabileDONStableDONStableDONLabileDONLeachedLeachedPlantandmicrobialRootSOMMBSOMStableSOMSorbedSolutionphase????2024/11/25.8.2.研究思路和主要內容2024/11/25.9.3.番茄對有機氮的吸收利用特性主要內容氨基酸態(tài)氮對番茄幼苗生長、碳氮積累的影響番茄氨基酸態(tài)氮營養(yǎng)效應機理有機氮對番茄的氮營養(yǎng)貢獻率材料和方法供試作物:申粉918（大番茄）；滬櫻932（櫻桃小番茄）試驗體系:開放水培、無菌水培、土壤－植物微區(qū)模擬試驗供試氮源:NO3-,NH4+和Gly-N以及0,1.5,3.0,6.0mM四種濃度的Gly-N2024/11/25.10.不同氮素對番茄幼苗株高和生物量積累的影響2024/11/25.11.不同氮素對番茄幼苗可溶性糖的影響2024/11/25.12.不同氮素對番茄幼苗植株氮積累的影響2024/11/25.13.不同氮素形態(tài)對番茄木質部、韌皮部汁液氮含量及其分泌速率的影響2024/11/25.14.不同氮素形態(tài)及甘氨酸濃度對無菌水培番茄生長及氮代謝產物的影響2024/11/25.15.不同甘氨酸濃度與無菌水培番茄總氮量及干物質重的關系2024/11/25.16.不同氮素形態(tài)對無菌水培番茄GS酶活性的影響2024/11/25.17.不同甘氨酸態(tài)氮濃度對無菌水培番茄地上部、根系NR活性的影響2024/11/25.18.不同氮素形態(tài)對番茄地上部、根系15N原子超的影響2024/11/25.19.番茄15N原子超和13C原子超的相關關系Y=0.42

X－11.5R2=0.945Y=0.25X－5.75R2=0.9452024/11/25.20.4.土壤可溶性有機氮行為特性主要內容不同土壤可溶性有機氮含量及特性氨基酸、多肽在土壤中的吸附、礦化及其吸收動力學不同園藝生產系統(tǒng)土壤氮素的礦化特性材料和方法供試土壤:園藝和草原生態(tài)系統(tǒng)土壤試驗體系:土壤通氣培養(yǎng)、14C標記的氨基酸、多肽室內培養(yǎng)供試氨基酸、多肽:14C標記的Glu，Val，Glu-Phe，Val-Pro-Pro2024/11/25.21.土壤可溶性氮含量供試土壤DON含量占可溶性N的比例在18-75％之間游離氨基酸占DON的比例在1-5％之間農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤:NO3->NH4+>FAA2024/11/25.22.氨基酸、多肽在土壤中的吸附2024/11/25.23.不同土壤對外源氨基酸、多肽礦化的影響2024/11/25.24.培養(yǎng)24h后,外源氨基酸、多肽在不同土壤中的半衰期及微生物碳量2024/11/25.25.不同生化抑制劑和土壤滅菌方式對氨基酸、多肽礦化的影響

2024/11/25.26.不同溫度對園藝生產系統(tǒng)土壤外源添加14C-Glu-Phe礦化的影響2024/11/25.27.不同溫度對土壤外源添加氨基酸、多肽吸收動力學的影響2024/11/25.28.氨基酸的吸收速率是多肽的2倍左右2024/11/25.29.土壤N素的硝化作用迅速（通氣培養(yǎng)）NH4+

在礦化過程中不積累有機土壤NH4+DONNO3-2024/11/25.30.5.主要結論（1）不同氮素對番茄幼苗的生長、碳水化合物、氮素積累等有不同的影響番茄能夠直接吸收甘氨酸,且通過轉氨酶的作用,最終合成蛋白質,促進植株生長申粉918、滬櫻932能直接吸收12.5%和21%的外源甘氨酸分子番茄根系吸收甘氨酸態(tài)N的能力比土壤微生物弱滬櫻932吸收氨基酸的能力大于申粉9182024/11/25.31.供試土壤DON含量占可溶性N的比例在18-75％之間在培養(yǎng)過程中,SON的含量呈增加趨勢氨基酸、多肽在土壤中的礦化周轉速率非常迅速,其半衰期僅為1-4h氨基酸、多肽等可溶性有機氮在土壤中的礦化過程是一個完全依靠微生物參與的生物降解過程氨基酸、多肽等SON在土壤中的礦化速度表現(xiàn)為有機土壤>轉化期土壤>常規(guī)土壤影響SON含量的瓶頸不是微生物利用低分子量SON的速率,而是SON從生物體釋放進入土壤的速率5.主要結論（2）2024/11/25.32.6.后續(xù)工作展望生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)1土壤可溶性有機碳、氮庫的時空動態(tài)變化復雜多肽、蛋白質在土壤中的動態(tài)生化特性23環(huán)境因子對可溶性有機氮行為的影響植物與微生物對可溶性有機氮吸收的相互競爭45可溶性有機碳和有機氮的耦合研究植物有機氮營養(yǎng)生理生化機理機制研究62024/11/25.33.附:攻讀學位期間完成的論文DynamicsofNitrogenSpeciationinHorticulturalSoilsinSuburbsofShanghai.Pedosphere(SCI,inpress)(第1作者)Influenceofinorganicandaminoacidnitrogenonthegrowthandnitrogenassimilatoryenzymesoftomatoseedlings.JournalofHorticulturalScience&Biotechnology(SCI,inpress)(第1作者)SolubleOrganicNitrogenPoolsinSoils.CommunicationsinSoilScienceandPlantAnalysis(underreview,SCI)(第1作者)Characterizationofpeptideandaminoaciddynamicsinsoil.SoilBiologyandBiochemistry(underreview,SCI)(第1作者)Absorptionofglycinebytomatoseedlingsundersoilmicrocosmscultureconditions.EnvironmentalandExperimentalBotany(underreview,SCI)(第1作者)2024/11/25.34.番茄根系分泌物、木質部和韌皮部汁液組分對礦質氮、有機氮的響應研究．園藝學報2008，35（1）:39-46(第1作者)循環(huán)經濟下的有機（生態(tài)）農業(yè):可持續(xù)農業(yè)發(fā)展的方向．上海交通大學學報（農業(yè)科學版）2006，24（9）:50-53(第1作者)不同氮素形態(tài)對番茄幼苗碳、氮積累的影響．中國農業(yè)科學（已接受）(第1作者)礦質氮和有機氮對番茄幼苗碳水化合物及氮素吸收的影響．應用與環(huán)境生物學報（已接受）(第1作者)無菌條件下，不同甘氨酸濃度對番茄幼苗生長和氮代謝的影響．生態(tài)學報（已接收）(第1作者)園藝作物有機生產系統(tǒng)中可溶性有機氮研究進展.見:王秀峰，李憲利主編.園藝學進展:第七輯.北京，中國農業(yè)出版社，2006:805-811(第1作者)礦質氮和氨基酸態(tài)氮對番茄木質部和韌皮部汁液中礦質養(yǎng)分的影響．西北植物學報（審稿中)(第1作者)不同園藝生產系統(tǒng)土壤可溶性有機氮和溶解性有機氮的含量及特征.應用生態(tài)學報（審稿中）(第1作者)附:攻讀學位期間完成的論文2024/11/25.35.附:攻讀學位期間申請的專利專利(第一發(fā)明人)土壤液相和固相快速分離裝置；專利受理號:200710041707.72024/11/25.36.致謝

感謝我的恩師黃丹楓教授感謝英國Wales大學資源與環(huán)境學院的DaveyJones教授感謝各位參加答辯的專家老師感謝所有關心我、支持我的老師和同學感謝我偉大的父母感謝國家“863項目”（2006AA10Z221）；上海市“蔬菜學”重點學科建設項目（B209）和上海交通大學博士生國外訪學項目的聯(lián)合資助37請批評指正！Email:sjtugtd@2024/11/25.38.Experimentalset-upforinjectingaminoacidsintotherhizospherePlant-microbialcompetitionmicrocosmexperiment:using14Cor13C-15Nlabelledaminoacid2024/11/25.39.SoilsolutionextractionCentrifugationinthelaboratorySONdefinedasthedissolvedorganicNextractedfromso