野牛草雌雄株對(duì)不同形態(tài)氮素的生理響應(yīng)差異

郭麗珠，孟慧珍，2，范希峰，滕珂，滕文軍，溫海峰，岳躍森，張輝，武菊英*

（1.北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所，北京 100097；2.西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710069）

由于長(zhǎng)期的適應(yīng)性進(jìn)化和雌雄性別的分株表達(dá)，雌雄異株植物在生長(zhǎng)特性、生理生化特征、資源分配、生殖格局和基因表達(dá)特性等方面具有一定的性別差異［1-3］。這些差異往往造成雌雄異株植物不同性別的植株對(duì)環(huán)境適應(yīng)性不同，且使雌雄植株能在環(huán)境中分別獲取各自最需要的資源進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖活動(dòng)，進(jìn)而提高種群整體的繁殖率及種群對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性［4-6］。野牛草（Buchloe dactyloides）原產(chǎn)于北美中部溫帶和亞熱帶半干旱地區(qū)，是一種少有的雌雄異株草坪植物，其抗寒抗旱能力強(qiáng)、繁殖迅速、維護(hù)需求低，在我國(guó)引進(jìn)后廣泛應(yīng)用于水土保持和園林綠化［7］。野牛草具有雌株、雄株及雌雄同株3種性別，不同性別植株的區(qū)分只有在進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段才能進(jìn)行分辨［8］。野牛草雌、雄株在匍匐莖生長(zhǎng)能力［9］、對(duì)銹病的抗性［10］及不同生長(zhǎng)階段的保水能力［11］都存在顯著的性別差異，這種差異勢(shì)必影響不同性別野牛草植株的坪用性狀有所不同。由于不同性別的植物具有不同的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此研究雌雄異株植物在環(huán)境條件變化下的響應(yīng)差異具有重要的生產(chǎn)實(shí)踐意義，為有目的地選擇具有經(jīng)濟(jì)、觀賞等價(jià)值的雌雄異株植物的性別提供理論參考。

施肥是保障草坪草正常生長(zhǎng)、維持和提高草坪質(zhì)量的重要措施［12-13］。硝態(tài)氮（NO3--N）和銨態(tài)氮（NH4+-N）是植物可以直接從土壤中吸收和利用的兩種主要無(wú)機(jī)氮素形態(tài)［14-15］，不同氮素形態(tài)不僅影響植物的形態(tài)建設(shè)、光合作用、根系生長(zhǎng)［16-18］，對(duì)植物氮素代謝途徑中關(guān)鍵酶活性及相關(guān)基因表達(dá)也會(huì)產(chǎn)生影響［19］。植物對(duì)氮素的吸收主要是通過(guò)根系完成的，植物根細(xì)胞吸收NO3--N后，首先在根系中被硝酸還原酶（nitrate reductase，NR）和亞硝酸還原酶（nitrite reductase，NiR）同化為NH4+，進(jìn)而被同化為氨基酸和蛋白質(zhì)。與吸收NO3--N不同，植物吸收NH4+-N后，直接在谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）/谷氨酸合成酶（glutamate synthase，GOGAT）循環(huán)反應(yīng)的催化下形成谷氨酰胺。不同植物種類對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)環(huán)境的長(zhǎng)期適應(yīng)形成對(duì)不同氮源的偏向選擇性，并形成了不同的氮素利用分配策略。研究表明，硝態(tài)氮作為唯一氮源能夠增加谷類作物的分蘗數(shù)［20］，山核桃幼苗（Carya illinoinensis）在生長(zhǎng)過(guò)程中表現(xiàn)出對(duì)銨態(tài)氮的優(yōu)先吸收［17］，而黃瓜（Cucumis sativas）在以銨態(tài)氮或高比例的銨態(tài)氮作為氮源時(shí)會(huì)受到明顯的生長(zhǎng)抑制［21］，當(dāng)?shù)手邢鯌B(tài)氮的比例較高時(shí)則會(huì)促進(jìn)甜椒（Capsicum annuum）、韭菜（Allium tuberosum）、芹菜（Apium graveolens）等作物的生長(zhǎng)［22-24］。大量研究表明農(nóng)作物對(duì)氮素形態(tài)吸收具偏向選擇性，然而氮素形態(tài)影響草坪植物的研究十分有限［25-26］，因此亟須彌補(bǔ)不同形態(tài)氮肥在草坪植物野牛草施用研究上的空白。前人研究表明野牛草草坪綜合質(zhì)量隨氮素用量的增加而提高［27-29］，但已有研究尚未從氮素形態(tài)角度出發(fā)探究野牛草對(duì)氮素的響應(yīng)，且很少有研究區(qū)分野牛草雌雄株的表現(xiàn)差異，進(jìn)而從性別差異的角度出發(fā)探究野牛草不同性別植株草坪建植中的氮肥管理差異。本研究以不同性別野牛草植株為試驗(yàn)材料，研究不同形態(tài)氮素對(duì)野牛草雌、雄株在生長(zhǎng)、生物量、葉綠素含量、葉片氮含量及氮代謝相關(guān)酶的影響，揭示野牛草不同性別植株對(duì)不同形態(tài)氮素的偏好，為人工建植野牛草單性植株草坪合理施氮、提高野牛草對(duì)氮的吸收和利用具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

從野外選取長(zhǎng)勢(shì)良好的野牛草雌、雄單株，通過(guò)分株克隆繁殖，獲得了大量遺傳背景一致、基因型相同的單性別無(wú)性系群體。試驗(yàn)時(shí)選取生長(zhǎng)狀態(tài)一致的距植株生長(zhǎng)頂端第4個(gè)克隆分株（一般為8片葉子，圖1）進(jìn)行扦插。

圖1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象選取示意圖Fig.1 Schematic diagram of experiment object selection

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2021年3月在北京市農(nóng)林科學(xué)院智能溫室中進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，盆栽試驗(yàn)的盆缽上口直徑21 cm、底部直徑15 cm、高27 cm。每盆栽植野牛草雌株或雄株匍匐莖上的無(wú)性分株1株，以沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)成分的黃砂作為培養(yǎng)基質(zhì)，每盆黃砂重3.5 kg。試驗(yàn)設(shè)計(jì)4個(gè)氮素配比處理：1）不加氮處理（CK）；2）單一添加硝態(tài)氮N1（NO3--N）；3）單一添加銨態(tài)氮N2（NH4+-N）；4）混合態(tài)氮N3（NO3--N∶NH4+-N=1∶1），不同形態(tài)氮素的添加主要通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液的方式實(shí)現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)液組成如表1所示。為防止試驗(yàn)過(guò)程中硝化作用，在N2、N3處理的營(yíng)養(yǎng)液中添加了硝化抑制劑雙氰胺（dicyandiamide，DCD），并通過(guò)鹽酸和氫氧化鈉將營(yíng)養(yǎng)液的pH調(diào)至6.0左右。盆栽幼苗每5～7 d用500 mL營(yíng)養(yǎng)液澆灌一次，每次澆灌營(yíng)養(yǎng)液時(shí)隨機(jī)移動(dòng)花盆位置，保證所有植株光照情況相同，直到試驗(yàn)結(jié)束。每個(gè)處理12盆，每盆1株，不同性別野牛草植株共計(jì)96盆。植物生長(zhǎng)3個(gè)月后試驗(yàn)結(jié)束，收獲完整植株。首先采集部分葉片鮮樣，測(cè)定鮮重后用液氮冷凍保存于-80℃冰箱中用于測(cè)定后續(xù)生理指標(biāo)；其次將剩余各部位用蒸餾水進(jìn)行沖洗，擦干后進(jìn)行殺青，后置于65℃烘箱中烘干至恒重。

表1 不同形態(tài)氮素處理的營(yíng)養(yǎng)液配方Table 1 Nutrient solution composition of nitrogen form treatments（mmol·L-1）

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 生長(zhǎng)性狀指標(biāo)測(cè)定 植株收獲后每個(gè)處理選取12株測(cè)量生長(zhǎng)性狀指標(biāo)。匍匐莖長(zhǎng)度（cm）：用直尺測(cè)量匍匐莖尖端到植株底部拉直長(zhǎng)度；匍匐莖直徑（mm）：用游標(biāo)卡尺測(cè)量從枝條底端開(kāi)始第1、2、3段間隔子直徑，取平均值；匍匐莖節(jié)數(shù)：從枝條尖端到底端全部間隔子的數(shù)量；間隔子長(zhǎng)度（cm）：從枝條底端開(kāi)始第1、2、3段間隔子長(zhǎng)度的平均值。

1.3.2 生物量指標(biāo)測(cè)定 將野牛草雌株或雄株全株分為根、母株、匍匐莖（分株、間隔子），烘干后分別測(cè)量各部位生物量干重，并計(jì)算地下部分（根）和地上部分生物量（母株、分株、間隔子）以及各部位的生物量分配比例。

根生物量分配比例（%）=根生物量/（根生物量+母株生物量+分株生物量+間隔子生物量）×100

母株生物量分配比例（%）=母株生物量/（根生物量+母株生物量+分株生物量+間隔子生物量）×100

分株生物量分配比例（%）=分株生物量/（根生物量+母株生物量+分株生物量+間隔子生物量）×100

間隔子生物量分配比例（%）=間隔子生物量/（根生物量+母株生物量+分株生物量+間隔子生物量）×100

1.3.3 葉綠素含量的測(cè)定 稱取野牛草新鮮葉片0.1 g，剪碎后于10 mL乙醇/丙酮（體積比1∶1）混合液內(nèi)避光浸泡提取18 h，之后使用酶標(biāo)儀（Multiskan FC，美國(guó)）測(cè)定在665和649 nm波長(zhǎng)下的吸光值。

葉綠素a含量（mg·g-1）=（13.95×A665-6.88×A649）×0.01/0.1

葉綠素b含量（mg·g-1）=（24.96×A649-7.32×A665）×0.01/0.1

總?cè)~綠素含量（mg·g-1）=（6.63×A665+18.08×A649）×0.01/0.1

1.3.4 葉片氮含量的測(cè)定 采用碳?xì)湓胤治鰞x（Elementar vario MACRO cube，德國(guó)）測(cè)定分株葉片的全氮（total nitrogen，TN）含量。

1.3.5 氮代謝相關(guān)酶活性測(cè)定 采用北京索萊寶（Solarbio）科技有限公司試劑盒測(cè)定硝酸還原酶（nitratereductase，NR）、谷 氨 酰 胺 合 成 酶（glutamine synthetase，GS）和 谷 氨 酸 合 成 酶（glutamate synthase，GOGAT）活性，用酶標(biāo)儀（Multiskan FC，美國(guó)）在340，540和340 nm波長(zhǎng)下測(cè)量吸光值并計(jì)算酶活性。

NR（U·g-1）=5.359×△A340÷W（△A340為反應(yīng)30 min前后兩個(gè)吸光值的差值，W為樣品重量g）

GS（U·g-1）=38×△A540÷W（△A540為測(cè)定管與對(duì)照管的吸光值差值，W為樣品重量g）

GOGAT（U·g-1）=321.5×△A340÷W（△A340為反應(yīng)5 min前后兩個(gè)吸光值的差值，W為樣品重量g）

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2010對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄整理。采用SPSS 21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)不同形態(tài)氮素處理下野牛草雌雄株生長(zhǎng)性狀、生物量及生物量分配、葉綠素含量、葉片氮含量及氮代謝相關(guān)酶活性的影響進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）并使用LSD法進(jìn)行多重比較。使用Origin 2018作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同形態(tài)氮素對(duì)野牛草雌雄株生長(zhǎng)性狀的影響

不同形態(tài)氮素處理對(duì)野牛草雌、雄株的生長(zhǎng)性狀影響不同（圖2）。野牛草雌、雄株的間隔子長(zhǎng)度都在N2、N3處理下顯著短于N1和CK，特別是在N2處理時(shí)野牛草雌、雄株的間隔子長(zhǎng)度都是最短，分別為5.79和2.86 cm，而CK與N1之間沒(méi)有顯著差異。野牛草雌、雄株的間隔子直徑與間隔子長(zhǎng)度表現(xiàn)相近。野牛草雌株的匍匐莖節(jié)數(shù)在N2和N3處理時(shí)，同樣顯著少于CK和N1，然而雄株匍匐莖節(jié)數(shù)在N1處理時(shí)顯著大于其他3種處理。野牛草雌株的匍匐莖長(zhǎng)度在N2處理時(shí)最短（44.67 cm），而雄株匍匐莖長(zhǎng)度在N1處理時(shí)顯著高于其他3種處理。

圖2 不同氮素形態(tài)對(duì)野牛草雌雄株生長(zhǎng)性狀的影響Fig.2 Effects of nitrogen forms on growth traits of female and male buffalograss

2.2 不同形態(tài)氮素對(duì)野牛草雌雄株不同部位生物量及生物量分配的影響

由圖3可知，野牛草雌株子株、根的生物量在N1處理下顯著大于其他處理，而N1處理下母株和間隔子的生物量與CK沒(méi)有顯著差異但顯著大于其他形態(tài)氮素處理。雄株各部位生物量表現(xiàn)與雌株并不一致。雄株的母株生物量在N3處理下最小，子株、間隔子、根生物量在N1處理下最大，其中子株和間隔子的生物量在N1處理和N3處理間無(wú)顯著差異而根的生物量在N1處理時(shí)顯著大于N3處理。此外，野牛草雌株和雄株的地上生物量、地下生物量及總生物量均在N1處理時(shí)最大。其中雌株總生物量在CK時(shí)顯著大于N2和N3處理，但地上生物量和地下生物量在N2處理時(shí)顯著小于CK和N3處理；雄株總生物量在N2處理時(shí)顯著大于CK，但雄株地上、地下生物量在CK、N2、N3處理之間無(wú)顯著差異。野牛草雌、雄株均將生物量主要分配于子株。雌株的間隔子生物量分配在N3處理時(shí)顯著大于N1和CK處理，根生物量分配在N1時(shí)顯著大于N2；雄株的母株生物量分配在N1、N2處理時(shí)顯著大于N3，子株生物量分配在N3處理時(shí)顯著大于N2。

圖3 不同氮素形態(tài)對(duì)雌雄異株野牛草不同部位生物量的影響Fig.3 Effects of nitrogen forms on biomass in different parts of female and male buffalograss

2.3 不同形態(tài)氮素對(duì)野牛草雌雄株葉綠素、N含量的影響

從表2可以看出，不同形態(tài)氮素處理對(duì)雌株、雄株葉片氮含量的影響不同，雌株葉片氮含量在N3處理時(shí)顯著大于其他處理，而雄株在N1處理時(shí)最大。此外，不同形態(tài)氮素處理主要對(duì)野牛草葉片的葉綠素a含量及葉綠素總量的影響顯著。雌株、雄株的葉綠素a含量均在N1處理時(shí)顯著大于其他處理，雄株葉綠素a含量在CK時(shí)最低，雌株葉綠素a含量在CK、N2、N3之間無(wú)顯著差異。雌、雄株的總?cè)~綠素含量在N1處理時(shí)均最高，但雄株在N1時(shí)顯著大于N3，而雌株在N1和N3處理之間無(wú)顯著差異。總的來(lái)說(shuō)，無(wú)論差異顯著與否，野牛草雌、雄株的葉綠素含量均在N1處理時(shí)高于其他處理。

表2 不同形態(tài)氮素對(duì)野牛草雌雄株葉綠素含量、N含量的影響Table 2 Effects of nitrogen forms on chlorophyll and nitrogen content of female and male buffalograss（mean±SD）

2.4 不同形態(tài)氮素對(duì)野牛草雌雄株氮代謝相關(guān)酶活性的影響

如圖4所示，野牛草雌株的硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶及谷氨酸合成酶的活性均在N3處理時(shí)顯著大于其他處理，其中雌株的NR、GOGAT活性在N1處理時(shí)與CK無(wú)顯著差異、N2與CK有顯著差異而GS活性在CK、N1、N2處理之間無(wú)顯著差異。野牛草雄株NR活性在N1處理時(shí)顯著大于N2和CK處理，但與N3處理無(wú)顯著差異，GOGAT活性在N3處理時(shí)顯著大于CK但與N1和N2無(wú)顯著差異，GS活性在N1處理時(shí)顯著大于其他處理。

圖4 不同形態(tài)氮素對(duì)野牛草雌雄株氮代謝相關(guān)酶活性的影響Fig.4 Effects of different nitrogen forms on activities of nitrogen metabolizing enzymes in female and male buffalograss

3 討論

自Darwin［30］首次認(rèn)識(shí)到雌雄異株植物的生殖差異將導(dǎo)致性別特化和對(duì)資源的不同需求以來(lái)，植物界中雌雄植株間的各種差異逐步引起人們的注意。野牛草是禾本科植物中少有的雌雄異株植物，性別分化使野牛草單性別植株草坪的建植成為可能。通常，野牛草進(jìn)入花期后，雄株的花軸高于株叢，花粉成熟后草坪呈現(xiàn)明顯的黃色，因此雌株逐漸成了坪用型野牛草。此外，有研究表明野牛草雌株匍匐莖的生長(zhǎng)能力要強(qiáng)于雄株［9］、對(duì)銹病的抗性更強(qiáng)［10］，因此建植野牛草純雌株草坪可能比現(xiàn)存混合性別草坪更具性價(jià)比。然而，早期學(xué)者更多地關(guān)注野牛草性別分化比例、性別形態(tài)學(xué)差異及性別決定等研究［10，31］，對(duì)野牛草響應(yīng)不同環(huán)境條件的性別差異研究并不多。

氮肥是草坪草需要量最大的營(yíng)養(yǎng)元素，在草坪植物的生長(zhǎng)質(zhì)量和產(chǎn)量形成中扮演著關(guān)鍵角色。前人研究結(jié)果表明，野牛草草坪綜合質(zhì)量隨氮素用量的增加而提高［27-29］，而本研究發(fā)現(xiàn)，在野牛草克隆分株培養(yǎng)過(guò)程中N的施加效果并未像其他研究那么明顯。這主要是因?yàn)椋号c其他草坪草相比，野牛草是一種低養(yǎng)護(hù)、管理粗放的草坪草，其植株生長(zhǎng)可能對(duì)N養(yǎng)分的豐缺在生長(zhǎng)前期并不十分敏感；其次，本試驗(yàn)中施用N素濃度并不高，進(jìn)而導(dǎo)致N素的施加與對(duì)照對(duì)野牛草植株生長(zhǎng)的影響差別不明顯。通常，氮肥對(duì)維持和改善草坪質(zhì)量的作用效果除與施用量有關(guān)外［32-33］，還受氮素形態(tài)的影響［26］。大量研究表明，植物對(duì)不同形態(tài)氮素的偏好性首先表現(xiàn)為生物量積累的差異［34］，這可能是因?yàn)橹参飳?duì)不同形態(tài)氮素的偏好性與植物的光合能力對(duì)不同形態(tài)氮素響應(yīng)差異有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)野牛草雌株或雄株均在硝態(tài)氮處理（N1）時(shí)其總生物量、地上生物量、地下生物量都顯著最大，表明野牛草雌、雄株的生長(zhǎng)均偏喜硝態(tài)氮。盡管如此，野牛草雌、雄株在響應(yīng)銨態(tài)氮作為唯一氮源時(shí)的表現(xiàn)卻不一致，雌株的地上、地下生物量在銨態(tài)氮處理時(shí)均顯著小于銨硝混合氮處理及對(duì)照，而雄株反應(yīng)不明顯，這表明野牛草雌株在以銨鹽為唯一氮源的情況下可能產(chǎn)生銨鹽毒害癥狀。通常，NH4+-N抑制植物生長(zhǎng)主要與供應(yīng)NH4+-N導(dǎo)致養(yǎng)分（如K+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子）的吸收減少有關(guān)，進(jìn)而打破植物細(xì)胞內(nèi)的離子平衡［35-36］。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)氮素形態(tài)對(duì)野牛草生長(zhǎng)性狀的影響與其生物量結(jié)果表現(xiàn)相近。

植物生長(zhǎng)代謝、光合作用和同化物質(zhì)的基礎(chǔ)之一是葉綠素，在一定程度上，葉綠素含量與光合作用的強(qiáng)度關(guān)聯(lián)密切。氮素形態(tài)幾乎影響了光合作用的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括通過(guò)影響葉片葉綠素含量、光合速率、暗反應(yīng)主要酶活性以及光呼吸等，直接或間接影響光合作用。相比對(duì)照處理，施氮可提高野牛草雌、雄植株葉綠素含量，其中葉綠素a含量變化比葉綠素b更加明顯。硝態(tài)氮處理（N1）時(shí)野牛草雌、雄株的葉綠素a含量都顯著大于CK，說(shuō)明硝態(tài)氮處理顯著提高了野牛草的光合作用，有利于光合產(chǎn)物的積累，從而促進(jìn)其生物量的積累；而銨態(tài)氮或銨硝混合態(tài)氮處理對(duì)葉綠素a含量的影響效果相較CK并不顯著。銨態(tài)氮營(yíng)養(yǎng)對(duì)葉綠素的增加影響小的原因可能是銨離子在體內(nèi)積累，產(chǎn)生毒害作用，從而破壞類囊體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致質(zhì)子形成受阻，且易形成氧化磷酸化，破壞碳水化合物的形成，降低植物的光合特性［37］。此外，氮素是葉綠素分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素，供應(yīng)充分才能保證葉綠體形成和累積，提高葉綠素含量。野牛草雌株葉氮含量在銨硝混合態(tài)氮（N3）處理時(shí)顯著大于單一氮形態(tài)處理，表明在銨態(tài)氮中加入硝態(tài)氮可以緩解銨態(tài)氮對(duì)野牛草雌株生長(zhǎng)的抑制作用，而混合態(tài)氮對(duì)雄株的影響沒(méi)有雌株明顯。

氮代謝是植物生命活動(dòng)和生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的代謝活動(dòng)之一，而硝酸還原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）是植物體內(nèi)從無(wú)機(jī)氮變?yōu)橛袡C(jī)氮過(guò)程中最重要的氮代謝相關(guān)酶［19］。NR活性大小表示氮代謝能力的強(qiáng)弱，故它在整個(gè)植物氮代謝的過(guò)程中起到關(guān)鍵調(diào)控作用。影響NR活性的因素有很多，一方面該酶活性高低會(huì)隨底物濃度的升高而增加，即NR活性受硝酸鹽的正向調(diào)節(jié)；另一方面也有研究認(rèn)為作物在銨硝混合施用時(shí)的NR活性比單一NO3--N營(yíng)養(yǎng)高，氮素代謝強(qiáng)［38］。本研究結(jié)果顯示野牛草雄株的NR活性在硝態(tài)氮處理時(shí)最大，而雌株卻在混合態(tài)氮處理時(shí)最大，表明影響野牛草雌、雄株NR活性的因素并不一致。此外，GS是植物氮素同化中的另一個(gè)重要酶類，和GOGAT共同完成氨的初始同化。在GS作用下，NH4+和谷氨酸反應(yīng)形成谷氨酰胺，然后由GOGAT催化谷氨酰胺與а-酮戊二酸作用形成兩分子的谷氨酸，其中一分子的谷氨酸作為GS的底物繼續(xù)同化NH4+，另一分子谷氨酸可用于合成蛋白質(zhì)、核酸等含氮化合物［39］。GS對(duì)NH4+有高度親和性，可以使植物避免銨積累所造成的毒害［40］。野牛草雌株在混合態(tài)氮（N3）處理時(shí)其GS活性最大，這可能是由GS催化形成的產(chǎn)物谷氨酰胺能夠反饋抑制GS活性，由于雌株對(duì)銨敏感、NH4+處理對(duì)雌株GS的活性可能產(chǎn)生了下調(diào)作用。然而，并非所有植物GS基因都是由NH4+誘導(dǎo)的，NO3-亦能誘導(dǎo)GS基因的表達(dá)［41］。野牛草雄株GS活性在硝態(tài)氮處理時(shí)達(dá)最大，這與其植株體內(nèi)可能存在不受銨態(tài)氮調(diào)控的GS相關(guān)基因表達(dá)有關(guān)。GOGAT也是谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合成酶循環(huán)途徑中起催化作用的關(guān)鍵酶，野牛草雌株在混合氮處理時(shí)其GOGAT活性顯著大于單一硝態(tài)氮或銨態(tài)氮處理，說(shuō)明混合氮處理可以減輕銨態(tài)氮對(duì)雌株的銨毒作用；而雄株GOGAT活性在3種形態(tài)氮處理下無(wú)顯著差異，表明雄株在硝態(tài)氮處理下仍可以保持與銨態(tài)氮或混合氮處理時(shí)相近的GOGAT活性，確保外源NO3-被植物根系吸收后通過(guò)木質(zhì)部運(yùn)到葉中還原為NH4+而被GS/GOGAT循環(huán)同化?？偟膩?lái)說(shuō)，雌株的氮代謝相關(guān)酶在N3處理時(shí)均最高，而雄株則是在N1處理時(shí)最大，該結(jié)果與葉片N含量的結(jié)果一致。

4 結(jié)論

綜上，野牛草雌、雄株的生長(zhǎng)均偏喜硝態(tài)氮，雌株對(duì)銨態(tài)氮作為唯一氮源異常敏感而雄株反應(yīng)不明顯。野牛草雌雄株對(duì)不同形態(tài)氮素的響應(yīng)存在明顯差異，可為人工建植野牛草單性植株草坪合理施氮、提高野牛草對(duì)氮的吸收和利用提供科學(xué)依據(jù)。