【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。

【目的】采用2个在根系形态构型和磷效率方面差异显著的大豆品种为亲本材料,以表型性状结合紧密连锁的SSR标记辅助选择,构建了磷高效相关根形态构型近等基因系(NILs),在2种磷水平条件下比较NILs不同株系及受体亲本(BD2,CK)在主要农艺性状方面的差异。【方法】以BC5F3NILs的5个株系和受体亲本(CK)在缺磷红壤上设置不施磷肥(LP)和高磷(施用磷肥160kg/hm~2,HP)试验,分别测定株高、生育期、叶面积、叶柄荚角、产量及其构成因素等关键指标。【结果】在2种磷水平条件下,NILs的5个株系间略有差异,但未达显著水平;NILs在株高、生育期、叶面积、分枝数、百粒重等性状上较受体亲本略有增加,但差异不显著,NILs株系间差异不显著:NILs叶柄夹角较BD2降低17.65%,达显著水平;低磷条件下,NILs群体根冠比显著增加,单株产量平均值为9.35 g,变异系数为8.0%,较BD2增17.76%,单株荚数平均值为39.82个,变异系数为8.72%,较BD2增13.38%,单株粒数平均值为61.84粒,变异系数为10.76%,NILs较BD2增17.88%,均达到显著或极显著水平。【结论】NILs群体在主要农艺性状上基本回归到轮回亲本水平,株系间差异不显著,一致性程度较高,是较理想的近等基因系。研究结果为未来生理生化和基因克隆研究提供材料基础。

分析不同磷处理下的大豆幼叶、根尖酸性磷酸酶活性与植株磷利用率间的相关性,提供能够快速准确筛选磷高效利用大豆基因型的生化指标;在3种不同磷处理水平下,测定并比较12个大豆品种的幼叶、根尖酸性磷酸酶活性以及植株磷利用率;检测2μmol/L磷处理下的159份大豆品种的根尖酸性磷酸酶活性。2μmol/L磷处理下,根尖酸性磷酸酶活性与磷利用率间存在极显著正相关(r>r0.0 5),并从供试171份材料中筛选出6个磷高效大豆基因型;低磷条件下,大豆根尖酸性磷酸酶活性可作为磷高效基因型筛选的重要生化指标。

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。

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】研究结果为大豆CHX基因编码的相应蛋白质功能及性质的进一步探索提供理论基础，同时也为大豆分子育种利用提供了依据。【方法】比较近等基因系（NIL6）高磷和低磷水平下氢离子分泌量，然后进行全基因组重测序，通过基因注释筛选阳离子质子转运体（CHX）家族基因，分析CHX家族基因及其调控蛋白基本理化性质、染色体定位等信息。【结果】低磷条件下，NIL6根系泌氢能力显著高于其高磷水平，泌氢增加3.76倍。通过对NIL6重测序进行基因注释，筛选得到了21个有关CHX基因，对其结构域分析，确定基因属于CHX基因家族，对CHX家族基因生物信息学分析发现编码蛋白的氨基酸数目在505～914之间，分子量介于55.38～100.61 kD之间，等电点介于5.53～9.26之间，发现其调控的蛋白质阿尔法螺旋占比都在50%以上，通过亚细胞定位预测显示大豆CHX家族基因编码的蛋白质在细胞膜定位数量为21个，内质网中的定位数量有16个，基因编码蛋白亲水性均大于0，通过系统发育进化树分析，发现每个亚组的成员之间亲缘关系较近，最后通过保守序列基序分析，发现聚类关系较近的基因所包含的Motif数量相似，通过染色体定位可知CHX家族基因绝大多数远离中心粒，定位于各个染色体两端。【结论】生物信息学分析表明，该家族蛋白均主要由α-螺旋组成，为不亲水性蛋白编码，主要在细胞膜和内质网中发挥作用。说明大豆CHX基因家族基因在维持细胞pH稳定和细胞生长中起到重要作用，可能参与植物逆境胁迫等生长过程，染色体定位结果表明CHX基因家族在大豆自然生长发育过程中存在遗传变异。

以磷高效、耐铝毒的大豆双抗品种BX10为实验材料,采用1/5Hoagland营养液水培并进行低磷(-P)和铝毒(+Al)胁迫处理,收集胁迫后6 h、2 d和12 d的根叶材料,克隆大豆γ-ECS和hGSHS基因cDNA片段并测序验证,以大豆凝集素Lectin基因为内参基因,用半定量RT-PCR技术检测胁迫条件下大豆根和叶片中γ-ECS和hGSHS基因的表达情况,结果表明:低磷和铝毒胁迫均诱导了两个基因的表达,前期(2 d)增加幅度随着胁迫时间延长而增加,但胁迫后期(12 d)两个基因的表达在不同胁迫处理和组织间表现出不同的变化趋势,这些差异可能与胁迫的作用特性和hGSH合成酶的细胞定位有关。

【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,...

【目的】磷是植物生长发育所必需的大量营养元素,研究无机磷酸盐(inorganic phosphate,Pi)胁迫下羊草的响应,筛选不同浓度Pi胁迫下的内参基因,并分析Pi响应相关基因的表达,为羊草Pi胁迫响应的分子机制研究提供基础数据。【方法】以羊草幼苗为材料,进行不同浓度Pi处理培养,对羊草的株高和根长进行检测,利用钒钼黄比色法检测羊草植株中Pi的含量。根据羊草转录组数据选取7个候选内参基因,从NCBI核酸序列数据库选取1个候选内参基因,对羊草不同处理材料进行总RNA提取和cDNA合成,利用qRT-PCR对候选内参基因的表达进行检测,并通过geNorm、NormFinder和Bestkeeper软件对其稳定性进行评估。根据筛选获得的较稳定内参基因,对Pi响应基因的qRT-PCR检测数据进行相对定量分析。【结果】表型观测结果显示,无论是低Pi还是高Pi胁迫都使得羊草的生长减缓;株高对低Pi或缺Pi胁迫较为敏感,根长对高Pi胁迫较为敏感;并随着处理浓度的增加羊草中Pi的含量也增加。qRT-PCR溶解曲线分析显示8个候选内参基因均具有单一的溶解峰,基因表达谱分析表明8个候选内参基因的CT值范围是17.16—26.61,其中,LcGAPDH的表达丰度最高为17.16—20.22,Lc18SrRNA的表达丰度最低为23.28—26.61,CT值变异系数最小的为LcARPT(2.09%),最大的为LcTUA(6.8%)。综合geNorm、NormFinder和Bestkeeper稳定性排名,通过计算几何平均数,获得8个候选内参基因综合稳定性排名,其中排名靠前的3个基因分别为Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α,排名最后的2个基因为LcTUA和LcTUB。分别以Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α作为内参基因,qRT-PCR相对定量表达分析结果显示,与对照相比,LcPHO1-2的表达受低Pi或者缺Pi诱导;LcPAP2的表达受高Pi诱导;而LcPAP27的表达同时受低Pi和高Pi下调。【结论】低Pi和高Pi胁迫均使羊草生长受阻,羊草地上组织与地下组织对Pi胁迫响应的模式不同。筛选出3个表达较为稳定的内参基因Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α。LcPHO1-2和LcPAP2分别参与了羊草对低Pi和高Pi的应答响应,LcPAP27同时参与了羊草对低Pi和高Pi的响应进程。

设计3种磷水平的水培和土培试验,研究马尾松5个不同种源酸性磷酸酶(APase)活性和分泌性APase活性以进一步阐明造成马尾松不同种源对磷肥反应差异的适应机制及与磷效率等关系。结果表明,低磷胁迫会刺激马尾松根系APase向根际的分泌,其中福建武平和广东信宜种源根系分泌性APase活性较强,浙江淳安、江西崇义种源较低,仅为福建武平种源的5 0 %左右。在磷饥饿的诱导下,生长高峰期马尾松种源根系和针叶的APase活性显著提高,表现出与磷素水平的负相关,根系的APase活性在总体上高于针叶。统计分析发现,低磷水平下马尾松不同种源根系和针叶APase的活性存在显著的遗传差异,以福建武平和广东信宜2种源...

利用ＰＥＧ－４０００对春小麦根系进行了不同时间和浓度下水分和磷素胁迫处理，结果表明，根系和叶片干重均随胁迫时间的推移而显著下降，叶片的相对含水量从处理开始到胁迫２４ｈ明显下降，其后变化呈起伏现象。根系中无机磷随胁迫时间的推移呈倒“Ｖ”型趋势，其中，以处理２４ｈ根中磷素的浓度较高。不同浓度处理下，峰值出现在１５％。根系活力随胁迫浓度的提高而下降，在５％～１５％范围，根系过氧化物同功酶带无显著的变化，但在最高浓度下，缺少一条谱带。

在人工模拟旱境条件下,大豆各生育时期空秕荚率都有所增加,产量显著降低,其中以结荚至鼓粒期最为严重。干旱胁迫可使植株水势下降,光合作用减弱、有益酶类活性降低,根系发育及养分吸收受阻,严重抑制植株生长发育。

以磷充足的完全营养液为对照,研究了低磷胁迫对落叶松幼苗生长、磷吸收及根系酸性磷酸酶活性(APA)的影响.结果表明低磷胁迫下幼苗的平均单株干重净增量较对照显著降低(P<0.05),单株苗木磷含量为对照的35.38%~54.25%.低磷胁迫下,幼苗根组织内酸性磷酸酶活性与根系分泌的酸性磷酸酶活性均表现出增加,分别为对照的1.06~1.32倍和1.81~2.10倍.根系分泌的酸性磷...

【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．．．