Efectos de la aplicación elevada de nitrógeno en el reparto de nitrógeno, el crecimiento de las plantas, la calidad del grano y los genes clave implicados en la biosíntesis de glutamato entre tres genotipos de arroz

La absorción y asimilación de N es crítica para el aumento del rendimiento del arroz ( Oryza sativa L.) cuando se aplica una sobredosis de N en la producción de arroz. Se seleccionaron tres genotipos diferentes de arroz, 'Quanliangyou 1' (Q1), 'Quanliangyou 681' (Q681) y 'Huanghuazhan' (HHZ), para investigar los efectos de la entrada elevada de N en el reparto de N, crecimiento de la planta, calidad del grano y clave genes implicados en la biosíntesis de glutamato. Bajo el aumento de las entradas de N (0, 120, 180, 250 kg ha -1), El contenido de N en hojas, tallos, semillas y raíces aumentó significativamente. El N incrementado fue depositado preferentemente en hojas y tallos. También se demostró que se promueven significativamente el número de la caña, el número de panículas y la longitud, pero la altura de la planta y el peso de 1000 granos no se vieron afectados significativamente por la entrada elevada de N. Bajo una alta entrada de N, el contenido de proteína de semilla fue elevado, mientras que el contenido de ácidos grasos y amilosa permaneció sin cambios en comparación con una baja entrada de N, pero el contenido de amilopectina disminuyó. Para los genes clave en la asimilación de N, la glutamina sintetasa ( OsGS1; 1 ) podría inducirse aumentando la entrada de N (0 a 180 kg ha -1 ) pero una mayor entrada de N (250 kg ha -1)) inhiben su expresión, que mostró un patrón de respuesta similar con la actividad glutamina sintetasa. Aunque diferentes genotipos de arroz mostraron un patrón de respuesta similar a la entrada elevada de N, cada genotipo varió mucho en ciertos índices fenotípicos. Y el patrón de respuesta de todas estas características fenotípicas al aporte elevado de N fue independiente del genotipo del arroz. Estos hallazgos sugieren que la entrada elevada de N podría promover el crecimiento del arroz, reasignar el contenido de N en diferentes tejidos y tener un impacto negativo en la calidad del grano. Este estudio proporcionó fundamentos fisiológicos y moleculares para la cría de arroz y el cultivo con alto contenido de N.

Palabras clave: Calidad del grano, promoción del crecimiento, aporte de nitrógeno, partición de nitrógeno, Oryza sativa , arroz.

(1) Universidad de Yangtze, Facultad de Agricultura, Jingzhou, 434025, Hubei, PR China. (2) Universidad de Yangtze, Centro de Investigación de Ingeniería de Ecología y Uso Agrícola de Humedales, Jingzhou 434023, Hubei, PR China. (3) Universidad de Yangtze, Centro de innovación colaborativa de Hubei para la industria del grano, Jingzhou 434023, Hubei, PR China. * Autor correspondiente (xiaohait@sina.com). (4) Universidad de Guangxi, Facultad de Agronomía, Nanning, 530005, Guangxi, PR China.