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摘要
紫花苜蓿与水稻轮作具有改善稻田质量和增加水稻产量的作用，但苜蓿促进水稻增产的生理机制尚不清晰。试验设置种植黑麦草土+NPK基肥+尿素追肥（PRS）、种植苜蓿土+NPK基肥+尿素追肥（PAS）和苜蓿土+苜蓿绿肥+NPK基肥+尿素追肥（紫花苜蓿处理）3个处理。结果显示，与2个对照处理相比，紫花苜蓿处理显著提高了轮作水稻的分蘖数、生物量、籽实产量以及抽穗期叶片N、P、K含量；紫花苜蓿处理分蘖期、抽穗期和收获期的水稻净光合速率依次比PRS增加了16.99%、27.22%和40.99%，比PAS增加了16.88%、37.99%和33.51%；参与蔗糖代谢的关键基因OsAGPS1、OsAGPL1、OsMEX1、 OsSPS1和OsSUS5的相对表达量在叶片（白天和夜间）和根系中明显变化，与PRS相比，5个基因在分蘖期夜间的表达量分别上调2.45、2.96、1.29、1.66和6.04倍，而白天仅OsMEX1和OsSPS1的表达量明显上调，同时，OsMEX1在抽穗期夜间和收获期明显下调；在根系中，OsAGPL1、OsMEX1和OsAGPS1在分蘖期或抽穗期明显上调表达；与此相应，分蘖期叶片的蔗糖磷酸合成酶和可溶性淀粉合成酶活性，以及新叶和叶鞘的淀粉、蔗糖和可溶性糖含量显著增加，而老叶中蔗糖和可溶性糖含量显著下降。研究结果表明紫花苜蓿通过影响轮作水稻分蘖期叶片N、P、K含量和蔗糖代谢通路关键基因的昼夜表达格局而改变淀粉、蔗糖和可溶性糖在水稻叶片和叶鞘的分配，从而促进水稻增产。
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