【目的】探讨土壤低磷胁迫下大豆的根形态、构型适应性变化的基因型差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【方法】采用具有不同根构型和磷效率的51个大豆品种,分别在广东省博罗县和英德县两个试验点的酸性缺磷红壤上,分春播和夏播两个季节进行田间试验,测定低磷、高磷处理下根形态、构型的差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【结果】低磷处理下供试大豆基因型间生物量和产量具有极显著的基因型差异;供试大豆基因型的根形态、构型与磷效率密切相关,浅根型大豆根系具有合理的三维空间分布和较长的总根长,其磷效率和产量最高;低磷条件下,浅根构型和深根构型的大豆基因型根构型可塑性最小,中间根构型的大豆供试材料根构型最不稳定,可塑性最...

用1/2Hoagland营养液培养磷高效大豆基因型BX10和磷低效基因型BD2,缺磷胁迫15d后测定其光合、光呼吸、暗呼吸的日变化,并进一步探讨了影响上述过程的原因。结果表明:缺磷使两基因型光合速率(Pn)显著下降,但BX10仍高于BD2(尤其在上午);缺磷对PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)和胞间CO2浓度(Ci)的影响无规律可循,与Pn的相关性也不显著;缺磷显著降低大豆气孔导度(Gs),并与Pn呈极显著正相关(r=0.753,P

【目的】研究7种苹果砧木幼苗对低磷胁迫的响应特征，评价不同砧木的低磷适应性，为耐低磷苹果砧木的选用及磷高效利用生理机制的研究提供理论依据。【方法】以生产中常用的5种苹果矮化砧木（‘T337’‘Nic29’‘Pajam2’‘B9’‘71-3-150’）、半矮化砧木‘青砧2号’（Qingzhen 2）和乔化砧‘山定子’（Malus baccata (L.) Borkh.）为材料，通过盆栽沙培试验的方法，研究各砧木在正常供磷和低磷条件下树体生长、光合作用、叶片形态及根系构型、生物量积累、磷吸收利用及转运分配的差异。【结果】低磷条件下，‘T337’‘Nic29’‘Pajam2’和‘山定子’的地上部生长和植株生物量积累显著下降，‘山定子’和‘青砧2号’的平均叶面积显著降低，其中‘山定子’的叶片SPAD值与正常供磷相比下降了9.47%。与对照相比，低磷条件下‘B9’的平均叶面积、叶片长度和叶片宽度均显著升高，‘71-3-150’和‘青砧2号’的叶片SPAD值显著提高，‘B9’‘71-3-150’‘Nic29’和‘青砧2号’的F_0显著升高，F_v/F_m显著降低，‘71-3-150’下降最明显。‘T337’‘Nic29’‘山定子’和‘青砧2号’在低磷条件下根系生长均受到明显抑制，根系总表面积、总根长显著降低，其中‘T337’降幅最大；‘B9’和‘71-3-150’的根系总表面积和根总体积均显著增加，植株根冠比显著提高，其中‘71-3-150’根冠比增幅最大，是对照的1.54倍。低磷条件下，‘71-3-150’‘Nic29’‘Pajam2’‘山定子’和‘青砧2号’的磷利用效率和磷转运系数降低，‘71-3-150’‘Nic29’‘Pajam2’和‘山定子’的地上部磷累积量减少，而根系磷含量和累积量高于对照，‘71-3-150’的根系磷累积量增幅最大。采用最大方差法正交旋转得出与耐低磷性最相关的13个主成分因子，利用隶属函数对13个主成分因子进行综合评价，结合聚类分析可以将7种苹果砧木分为4种耐性类型：第Ⅰ类为耐性强的砧木（‘B9’和‘71-3-150’），第Ⅱ类为耐性较强的砧木（‘T337’和‘青砧2号’），第Ⅲ类为耐性较弱的砧木（‘Nic29’和‘Pajam2’），第Ⅳ类为耐性最弱的砧木（‘山定子’）。【结论】低磷条件下，苹果砧木通过减少叶片光合作用的物质消耗，增加植株根系磷累积量，促进根系发育，提高植株根冠比，以适应低磷环境；不同砧木的适应能力存在显著差异。

为了解不同磷效率水稻品种在不同酸度土壤上的生态适应性情况,以中性土壤上筛选获得的45份耐低磷水稻品种和5份低磷敏感水稻品种作为供试材料,采用中性土壤为对照,在酸性和碱性土壤上进行了水稻苗期生态适应性鉴定,结果表明,3种土壤相对分蘖数均值表现为中性土>酸性土>碱性土,相对株高均值表现却相反,分别为碱性土>酸性土>中性土,但不同土壤变化不大;部分中性土壤上筛选的耐低磷水稻品种存在对不同酸度土壤的生态适应性差异。可见,不同水稻品种在不同酸度土壤上表现出对低磷的耐受能力不同,存在着耐低磷特性对不同酸度土壤的基因型差异。

采用液体培养方法,研究了磷素营养对山西省审定的10个有代表性的大豆品种生长和磷吸收利用效率的影响。结果表明,在低磷和高磷条件下,不同大豆品种的株高、主根长、根体积、叶面积和植株干物质量差异达到了显著或极显著水平。在高磷条件下不同大豆品种间植株的磷吸收量差异达到了极显著水平,但在低磷条件下其差异不显著。晋豆11号、晋豆4号和晋豆23号在低磷条件下具有较高的磷利用效率,表明它们适合于低磷土壤种植;晋豆10号和晋豆11号在高磷条件下磷的利用率较高,说明它们适合于磷有效含量高的土壤种植。合理利用大豆品种资源,有利于发挥品种利用磷素的潜力,提高磷的利用效率。

【目的】对玉米根际解磷和解钾细菌进行筛选、鉴定,并分析其生态适应性,以期为丰富解磷和解钾微生物资源库以及微生物菌肥的开发利用提供优良菌株。【方法】利用平板稀释法从玉米根际筛选具有解有机磷和解无机磷能力的细菌,通过16S rRNA基因序列构建系统进化树,鉴定其种类,随后挑选解有机磷和无机磷能力最强的菌株,分析其解钾能力和生态适应性。【结果】在玉米根际筛选获得9株解有机磷细菌和2株解无机磷细菌,其对应培养液中速效磷质量浓度分别为0.018～4.479和5.383～6.242 mg/L。由系统进化树可知,这些菌株分别隶属于假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、贪铜菌属(Cupriavidus)、勒克氏菌属(Leclercia)和肠杆菌属(Enterobacter),解有机磷最强的菌株P4-5与弗雷德里克斯堡假单胞菌(P. frederiksbergensis)聚为一支,解无机磷最强的菌株CP4-12与非脱羧勒克菌(L. adecarboxylata)聚为一支。菌株P4-5和CP4-12从含钾长石培养液中分解出的速效钾质量浓度分别为8.100和1.333 mg/L。菌株P4-5耐盐性强,不耐强酸、强碱以及中度以上干旱和高浓度农药;而菌株CP4-12耐盐性、耐旱性及耐药性均较强,但不耐强酸和强碱。【结论】从玉米根际土壤中筛选出了2株兼具解磷和解钾能力的细菌,均具有耐酸碱、耐盐、耐干旱和耐农药能力,为微生物菌肥的研制提供了优良的菌种资源。

通过水培试验采用直接收集法和高效液相色谱技术测定了大豆根分泌物中有机酸的组成和含量,探讨了不同磷处理条件下大豆根分泌物中有机酸的动态变化,分析了不同磷处理对大豆根系生长和根分泌有机酸的影响。结果表明,大豆缺磷时,根冠比和根长密度增加,根直径变小,根分泌物中有机酸特别是苹果酸、柠檬酸和反丁烯二酸的数量增加,缺磷处理苹果酸和顺丁烯二酸的释放高峰先于供磷处理,不同生育时期有机酸分泌量存在明显差异。

【目的】在低磷胁迫环境条件下，植物会形成一些适于土壤磷吸收的适应机制，包括根形态特征的演变、诱导酸性磷酸酶以及特异分泌物的形成和分泌等。本研究测定低磷胁迫条件下大豆近等基因系（NIL）根系和叶片中酸性磷酸酶（ACP）、过氧化物酶（POD）、核糖核酸酶（RNAse）、吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性的变化，为解析大豆根系高效吸收利用磷的机理提供依据。【方法】设置高磷（1mmol/L）、低磷（0.5μmol/L）水培试验，培养15 d后取样，利用试剂盒分别测定2种供磷水平下磷高效相关根形态构型近等基因系（NIL）及其受体亲本BD2（CK）根系和叶片中的ACP、POD、RNAse、IAAO活性。【结果】低磷胁迫条件下，NIL根系ACP、POD、RNAse、IAAO活性均显著高于BD2（CK），分别提高19.91%、10.48%、21.71%、 22.31%；NIL叶片ACP、POD、RNAse、IAAO活性均显著高于BD2（CK），分别提高10.47%、26.86%、15.94%、8.7%。NIL根部ACP、POD、RNase、IAAO活性低磷水平显著高于其高磷水平，分别提高31.66%、20.98%、21.93%、41.89%；NIL叶片ACP、POD、RNase、IAAO活性显著低磷水平高于其高磷水平，分别提高14.73%、23.4%、120.95%、18.52%。【结论】NIL在适应磷胁迫环境条件方面显著优于BD2（CK）。本研究大豆根际ACP、POD、RNase、IAAO活性可作为评价磷高效基因型大豆的重要指标。研究结果可为磷高效遗传研究或育种利用提供依据。

　采用全根、分根培养系统,研究根构型参数对氮素供应方式和水平的适应性变化。结果表明:水稻根构型参数对供氮量和供氮方式具有适应性反应。分根供氮时,无论供氮量高低,供氮均能诱导根系生长发育,表现为供氮侧侧根长、根表面积、根系体积、根重等根构型参数明显高于无氮一侧,但是根系平均直径明显变细。分根处理,供氮侧中量和高量供氮使侧根长分别增加9%和91%,而在无氮侧,侧根长分别减少54%和42%;供氮侧根表面积分别增加20.1%和87.9%,无氮侧分别减少45.2%和33.3%;供氮侧根系体积分别增加32.4%和88.0%,无氮侧根体积分别减少33.9%和22.4%。供氮量适当时(N40),侧根长、根表面...

采用液培方法研究了不同番茄品种在低磷胁迫下根系及生理学的适应特征。结果表明:低磷胁迫导致植株根/冠比增加,不同番茄品种的磷营养效率的差异主要表现在磷的吸收能力,而不是磷素分配和利用率。低磷胁迫下,耐低磷番茄品种的侧根平均长度要高于低磷敏感品种;不同番茄品种在低磷胁迫下酸性磷酸酶活性上升幅度存在显著差异,随着磷胁迫强度的增强,耐低磷品种的酸性磷酸酶的上升幅度高于低磷敏感品种;耐低磷番茄品种在低磷胁迫下具有小的Km和Cmin,说明这两个指标是番茄在磷胁迫下较为敏感的生理指标。

【目的】主根长和侧根数是重要的根系性状。通过不同氮磷钾处理,发掘大豆苗期主根长和侧根数的基因资源、了解其遗传机制,定位其主效QTL,分析QTL间的上位性和环境互作效应,对生产提供理论指导。【方法】用以栽培大豆晋豆23为母本、山西农家品种灰布支黑豆(ZDD02315)为父本所衍生的447个RIL作为供试群体,取亲本及447个家系各30粒种子,用灭菌纸包裹后,2015年和2016年分别放置于CK(模拟种植不施肥)、NPK(模拟大田正常配施氮磷钾肥)和1.5NPK(模拟高肥田块)3种生长环境下进行水培试验,每组

【目的】研究不同磷效率小麦根际土壤磷组分特征及磷高效小麦对土壤中不同形态磷素的活化利用特征,以探明磷高效小麦高效吸收利用磷素机理。【方法】在土培盆栽条件下,以小麦磷高效品种CD1158-7、省A3宜03-4和低效品种渝02321为材料,研究每kg土中施磷0、10、20和30 mg(表示为0、10、20、30 mg.kg-1)条件下其生物量、磷素积累量、根际与非根际土壤水溶性磷、无机磷组分、有机磷组分的浓度差异。【结果】不同磷效率小麦生物量、磷素积累量随着施磷量增加均有不同程度的增加,且高效品种显著高于低效品种。不同施磷处理,根际土壤水溶性磷浓度均低于非根际土壤。在低磷处理(不施磷、施磷10、2...

【目的】磷含量偏低是影响酸性土壤作物产量的重要因素。大豆（Glycine max）是重要的粮食和油料作物，也为喜磷作物，缺磷则影响其产量与品质。NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子家族参与多种植物对生物胁迫和非生物胁迫响应的调控，是否参与大豆低磷胁迫响应尚未深入研究。以耐低磷野生大豆BW69为材料，克隆获得耐低磷基因GsNAC1并对其表达特性及功能进行分析，为深入解析GsNAC1调控大豆低磷胁迫及其机制奠定基础。【方法】从野生大豆BW69克隆GsNAC1的全长序列，并通过生物信息学分析探究其编码氨基酸序列的特征。随后，利用实时荧光定量PCR技术（qRT-PCR）对其组织表达模式进行分析，并通过激光共聚焦显微镜观察其编码蛋白的亚细胞定位。此外，通过大豆遗传转化试验，获得转基因株系并进行表型分析。最后，通过转录组联合分析来鉴定转基因植株中与低磷胁迫相关的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）。【结果】成功克隆获得GsNAC1，编码区全长876 bp，通过构建系统发育树发现GsNAC1与AtATAF1的序列相似性为62.46%，与Williams 82参考基因组的GmNAC1序列没有差异；进一步的亚细胞定位结果显示，GsNAC1定位于细胞核；基于qRT-PCR技术，发现GsNAC1在大豆的根、茎、叶、顶端、花和豆荚均有表达，在根部的相对表达量最高，且受到低pH和低磷诱导表达显著上调。通过水培法和土培法进行表型试验，在低磷处理下，与野生型（WT）相比，转基因株系鲜重根冠比、总根长、根表面积、根体积和磷含量均显著高于WT。结合转录组测序数据进行分析，发现GsNAC1可能通过促进GmALMT6、GmALMT27、GmPAP27和GmWRKY21等基因表达增强其对低磷胁迫的耐受性。【结论】GsNAC1受低pH和低磷诱导表达上调，过量表达GsNAC1可以显著增强大豆对低磷胁迫的耐受性，在低磷胁迫反应中起促进作用。GsNAC1可能通过调控下游基因表达增强大豆对酸性低磷胁迫的耐受性。

以磷高效和耐铝毒的大豆双抗品种巴西10号(简称BX10)及双感品种本地2号(简称BD2)为材料,研究低磷和铝毒胁迫下,大豆根部谷胱甘肽(hGSH)含量和氧化还原状态(hGSH/hGSSG)及谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性的变化规律,并对BX10中谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)基因进行半定量表达分析。结果表明:低磷和铝毒胁迫均提高了大豆hGSH含量和hGSH/hGSSG比率及GST、GR和GPX的活性,且BX10上升幅度均要大于BD2;低磷和铝毒胁迫过程均涉及到GST、GR、GPX基因的差异表达,...

以磷高效、耐铝毒的大豆双抗品种BX10及双感对照品种BD2为试材,采用水培方式研究低磷和铝毒胁迫对大豆体内活性氧代谢的影响。结果表明,低磷和铝毒胁迫均提高大豆细胞膜透性及O2.-、H2O2、MDA含量,降低SOD、CAT、POD、APX活性,且BD2的增减量大于BX10;低磷处理对APX活性,叶片细胞膜透性及CAT、POD活性和H2O2含量影响较大,而铝毒处理对O2.-、MDA含量,SOD活性,根部细胞膜透性及CAT、POD活性和H2O2含量影响较大。