【目的】从根系形态变化的角度阐述磷高效基因型棉花对低磷胁迫的响应特征及适应机理，为找出影响棉花磷素吸收的主要因子和通过根系塑性提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据。【方法】以磷高效基因型棉花品种新海１８号（ＸＨ１８）、中棉所４２号（ＣＣＲＩ－４２）、新陆早１９号（ＸＬＺ１９）和磷低效基因型棉花品种新陆早１３号（ＸＬＺ１３）、新陆早１７号（ＸＬＺ１７）为材料，通过特殊土培系统，研究不同磷效率棉花在不同磷水平下（低磷胁迫０、正常供磷１５０ ｋｇ·Ｈｍ～（－２））根系形态及其与植株磷素吸收的关系。【结果】低磷胁迫显著降低棉花生物量和磷累积量，其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低．．．

以磷高效基因型棉花新海18号(XH18)、中棉42号(CCRI-42)、新陆早19号(XLZ19)和磷低效新陆早13号(XLZ13)、新陆早17号(XLZ17)为材料,通过特殊土培系统,研究不同磷效率棉花在不同磷水平下(磷胁迫0 kg·hm-2、正常供磷150 kg·hm-2)干物质及养分吸收变化,旨在为提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据。结果表明:低磷胁迫下,各基因型棉花生物量较适磷降低了38.6%,氮、磷、钾积累量分别降低了42.9%、44.9%和41.25%。低磷胁迫环境下,磷高效基因型棉花整株

【目的】阐明不同磷水平和水分胁迫对不同基因型水稻生长发育、磷吸收利用的影响及其适应性调控机制,以期为进一步挖掘利用抗逆基因选育水稻新品种,提高稻田水磷资源利用效率提供理论依据。【方法】以常规粳稻(Nipponbare,Nip)、籼稻(Kasalath,Kas)和旱稻502 (Upland rice,U502) 3种不同基因型水稻为供试材料,采用水培培养法对比分析了不同磷水平和水分胁迫对水稻干物质积累、磷吸收、氧化损伤水平、渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响。【结果】与正常磷水平相比,低磷胁迫显著抑制了不同基因型水稻(Nip、Kas和U502)生物量和磷吸收累积量,增加水稻根系和叶片氧化损伤水平,且水分胁迫进一步加剧了低磷对Nip和Kas水稻的抑制作用;但是水分胁迫对U502水稻生物量无显著影响。相反,低磷胁迫显著提高了Nip、U502和Kas水稻根系和叶片酸性磷酸酶活性,且Nip和U502水稻可通过增加根系磷含量和磷分配比例增强其低磷胁迫适应能力,而Kas水稻可通过提高其根系生物量和根冠比提高磷吸收利用能力。同时,不同基因型水稻均可通过提高根系和叶片渗透调节物质(如脯氨酸、花青素)和抗氧化酶(如SOD、POD和CAT)活性来提高其抗水分和低磷胁迫能力。【结论】水稻可通过增加根系吸收或吸收后再分配策略、渗透调节物质和抗氧化酶活性提高其低磷和水分胁迫胁迫适应能力,且不同水稻品种间存在显著的基因型差异。

以4个对低磷反应不同的典型水稻品种为材料,对低磷处理10 d后各品种根系有机酸分泌量、酸性磷酸酯酶活性、根系活力等根系生理特性进行了比较研究。结果表明,低磷胁迫能促使水稻耐低磷品种根系分泌更多的有机酸,其有机酸分泌总量较对照平均增加了1.96倍,而敏感品种与对照之间无显著差异;低磷胁迫下各品种根系活力均有显著提高,2个耐低磷品种升幅相对较大,其根系TTC相对氧化强度平均为5.91,而敏感品种仅为1.83;各品种根系释放的酸性磷酸酯酶活性均明显高于对照,且敏感品种升幅相对较大。处理10 d后耐低磷品种根系生物量略高于对照。处理25 d后各品种根系生物量均显著高于对照,且耐低磷品种增幅更大。耐低磷...

选择杉木种子园9个半同胞家系种子培育的幼苗作为研究对象,通过室内模拟磷胁迫盆栽试验,从根系增生觅磷能力角度比较分析不同家系杉木幼苗在低磷胁迫下根系形态指标生长的差异,结合苗高、地径和根冠比等生长指标,利用隶属函数法并结合权重进行综合评价,旨在筛选出具较强觅磷能力的杉木优良种质材料.结果表明:供磷处理和家系对杉木幼苗根体积、根生物量和根冠比的影响均存在明显的交互作用,而对苗高、地径、根长和根表面积的影响无明显交互作用.从单个因素来看,家系对杉木苗高、地径和根系形态指标的影响均达显著水平;供磷处理对根系指标和地径的影响均达显著水平,而对苗高的影响不显著.轻度与重度磷胁迫下,杉木家系地径增量比正常供磷处理显著降低22.9%和25.4%,且这两种低磷胁迫处理均明显促进根长、根体积、根生物量和根冠比等指标的增加.综合评价结果表明低磷环境中, 25号、20号和41号家系杉木根系觅磷能力较强,有利于对土壤磷斑块的觅食,从而维持地上部的正常生长.

马尾松(Pinus massoniana)是速生性强、材性优良的重要材用和脂用造林树种,广泛分布于我国的亚热带地区,面积达1001万hm2,其木材产出和松脂原料的提取对于我国木材加工、建筑材料、制浆造纸以及林产化工产业的发展发挥着重要支撑作用。然而,马尾松主要分布区土壤有效磷严重匮乏,同时,大气氮沉降日益加剧,严重影响了马尾松林分的高产持续经营。本文在已有研究基础上,选用马尾松优良无性系和家系作为试验材料,分别开展低磷胁迫下的氮添加及局部供氮的施肥盆栽试验,深入研究马尾松不同基因型苗木根系形态、细根生长、

【目的】研究钾高效高增产潜力基因型和钾低效低增产潜力基因型棉花对低钾胁迫反应的差异。【方法】以筛选获得的钾高效高增产潜力棉花基因型103和钾低效低增产潜力棉花基因型122为材料,在盆栽条件下,设置不施钾和施钾(0.4g·kg-1)处理进行全生育期试验。【结果】钾胁迫条件下,103生长状况良好,只有下部叶有轻微缺钾症状,122下部到中、上部叶片均有缺钾症状;103干物较重大,缺钾和施钾时其根系干重分别为122的1.07倍和1.26倍。说明103的根系发育较好,为其具有较强的吸收能力提供了物质基础。103在缺钾和施钾时的主茎干重分别是122的1.13倍和1.07倍,说明103具有较强的运输功能。1...

通过水培实验比较了山核桃Carya cathayensis幼苗在正常供磷(0.10mmol·L-1)和低磷胁迫(0.02mmol·L-1)条件下的根系形态、磷营养特点、叶片光合作用以及叶片和根系分泌酸性磷酸酶活性的差异。结果表明,低磷处理显著降低山核桃植株干质量、磷质量分数和磷积累量(P<0.05);与正常供磷相比,低磷处理条件下山核桃根长、根表面积和根体积显著降低(P<0.05);低磷处理显著降低山核桃叶片光合速率和气孔导度(P<0.05),但对叶片胞间二氧化碳摩尔分数无显著影响,这表明低磷胁迫对山核桃叶片光合速率的抑制作用主要是由于非气孔因素引起的。低磷胁迫使山核桃叶片酸性磷酸酶活性和根系...

为明确紫花苜蓿(Medicago sativa)根系解剖结构对低磷胁迫的响应特征，探明根系解剖结构变化对磷吸收效率的影响，本研究以12个紫花苜蓿品种为材料，在对照(0.5 mmol·L~(-1)NH_4H_2PO_4)和低磷胁迫(0.05 mmol·L~(-1)NH_4H_2PO_4)下，测定苗期根系中柱面积、皮层面积、皮层细胞层数等根系解剖结构特性。低磷胁迫抑制了各紫花苜蓿品种的生长和磷吸收效率，不同品种对低磷胁迫的响应存在显著差异；基于相对生物量和相对磷吸收效率，将供试品种划分为高产耐低磷、高产磷敏感、低产耐低磷和低产磷敏感型四大类型，这4类品种在低磷胁迫下均表现出皮层面积、中柱面积和次生木质部面积下降等趋势；与其他3种类型相比，高产耐低磷型品种的皮层细胞层数下降幅度较大，而通气组织占皮层百分比增大幅度较大，这有助于提高根系横向吸收效率，同时次生木质部面积下降幅度较低，保证了较强的轴向运输能力。逐步回归分析表明，通气组织占皮层百分比和皮层细胞层数(P <0.01)与磷吸收效率显著正相关。调控次生木质部面积、皮层细胞层数和通气组织占皮层百分比是紫花苜蓿根系解剖结构响应低磷胁迫的主要途径，其中次生木质部面积是影响磷吸收效率最关键的解剖结构性状。

从营养学角度了解不同耐低磷水稻基因型在低磷胁迫时各基因型对氮、磷、钾3大营养元素的吸收能力及利用能力的差异。结果表明,水稻各基因型对低磷胁迫的适应能力与氮肥、钾肥的吸收量相关不显著,与磷肥的吸收量达显著负相关,即低磷胁迫下耐低磷基因型吸收磷肥量较正常磷处理下明显增加,低磷敏感基因型吸收磷肥量较正常磷处理下明显减少;水稻各基因型植株含氮量与氮效率、植株含磷量与磷效率、植株含钾量与钾效率之间均无显著相关性。根据植株肥料利用效率(干重/含肥量)将水稻不同基因型分为4类:Ⅰ增效型、Ⅱ受抑制型、Ⅲ钝感型、Ⅳ互作型。在耐低磷基因型筛选时应选择肥效类型属Ⅰ型和Ⅳ互作型中磷肥利用效率较正常磷处理下增加的水稻基...

对不同熟性基因型棉花做不同的播期处理,以研究其在不同温光条件下物质积累动态特征。结果表明,不同熟性品种营养器官单株干物质积累为早播处理是:中熟品种>中早熟品种>早熟品种,中播和晚播处理是:中早熟品种>中熟品种>早熟品种,而且熟性越早,物质积累的关键时期越提前。中期播种有利于3个熟性品种的物质积累。从生殖器官来看,熟性早的品种,积累的干物质多于熟性晚的品种,播期早干物质积累的快且多。研究结果可为棉花生长机理模型的建立和生产调控提供理论依据。

【目的】探讨不同基因型高粱氮素吸收效率和利用效率及其差异机制,研究低氮胁迫对不同基因型高粱叶片无机氮含量和氮同化酶活性的影响,为耐低氮型高粱品种的选育提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,选取2个低氮敏感型高粱(冀蚜2号和TX7000B)和2个耐低氮型高粱(SX44B和TX378)为试验材料,设置高氮(0.24g·kg-1风干土)和低氮(0.04 g·kg-1风干土)2个处理,分别在挑旗期和灌浆期测定高粱叶片NO3--N、NO2--N及NH4+-N含量和硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(Ni R)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,分析不同基因型高粱在2个氮处理下的氮效率相关指标及其差异。【结果】(1)不同基因型高粱籽粒产量对低氮的响应不同,低氮处理显著降低了冀蚜2号和TX7000B的籽粒产量,与高氮处理比较分别降低13.87%和19.25%,但没有降低SX44B和TX378的籽粒产量。(2)与高氮处理比较,低氮处理的相对籽粒氮累积量、相对植株氮累积量和相对氮收获指数不能表征各基因型高粱是否具有耐低氮特性;但相对低氮敏感型高粱,耐低氮型高粱在低氮处理下有着较高的相对氮肥偏生产力和相对氮素利用效率。低氮处理下SX44B和TX378的氮肥偏生产力是高氮处理的6.19和7.49倍,而冀蚜2号和TX7000B则分别为5.17和4.85倍;低氮处理下SX44B和TX378的氮素利用效率是高氮处理的1.84和1.85倍,而冀蚜2号和TX7000B则分别为1.67和1.35倍。(3)通径分析表明,高氮处理下,植株氮累积量和氮素利用效率对籽粒产量贡献相同;而在低氮处理下,氮素利用效率对籽粒产量关联作用更大。(4)高粱的叶片无机氮含量不能表征高粱是否具有耐低氮特性,灌浆期叶片无机氮含量较挑旗期显著降低。(5)与高氮处理比较,低氮处理时冀蚜2号和TX7000B叶片中NR、GS和GOGAT活性显著降低,SX44B酶活性变化不显著,而TX378叶片中GS活性增加。【结论】耐低氮型高粱在低氮胁迫时有着较高的相对籽粒产量和相对氮素利用效率。低氮胁迫时叶片较高的氮同化酶活性是高粱耐低氮的生理基础。发掘和利用低氮条件下具有较高的叶片氮同化酶活性和氮素利用效率的高粱种质资源,有助于提高耐低氮高粱品种的培育效率。

以4个不同氮效率基因型茄子为供试材料,采用营养液进行培养,研究了正常供氮和低氮胁迫下,茄子五叶期到八叶期的光合特性。结果表明,与正常供氮相比,低氮胁迫下,不同氮效率基因型茄子的光合速率(Pn)、叶片叶绿素相对含量(SPAD)和光系统Ⅱ的最大光化学效率(Fv/Fm)均较低,并表现先上升后下降趋势;与低氮高效及双低效基因型相比,氮双高效基因型具有较强的光合能力。

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。

通过野外采样、盆栽试验及ＩＣＰ化学分析，研究棉花在土壤锌、锰胁迫条件下对氮、磷养分吸收的影响。实验结果表明，较高或较低浓度锌、锰，限制了棉花对氮、磷养分的吸收；而土壤锌、锰在一定浓度范围内能促进棉花根系对氮、磷养分吸收，和地上部对氮、磷养分的积累。