玉米苗期根系对氮胁迫反应的配合力分析

研究利用7个玉米自交系,采用NC-Ⅱ设计,分析了玉米苗期根系性状对氮胁迫反应的配合力及遗传参数变化。结果表明,在2个氮水平下,玉米苗期根系性状的一般配合力、特殊配合力都存在显著的基因型差异,而且不同的基因型在氮胁迫下的反应也不尽相同。高氮下,根系性状除轴根长以外均以非加性遗传为主;氮胁迫下,除轴根数以外的根系性状以加性遗传为主。2个氮水平下,根干重、总根长和侧根长的广义遗传力均较高;与高氮处理相比,在低氮胁迫下,根系性状的广义遗传力表现为下降趋势,根干重、总根长和侧根长的狭义遗传力有上升的趋势。     

水稻水培抗倒伏相关性状的QTL分析

为研究水稻抗倒伏相关性状的遗传机制,以典型的籼粳交(窄叶青8号/京系17)的F1花培加倍单倍体分离群体为材料,通过水培法在齐穗期考查了与水稻抗倒伏相关的根基粗、总根数、最大根长、根干物重和根冠比等地下部根系性状及分蘖数、株高、株周长、单蘖直茎和地上部干物重等地上部性状。利用该群体的分子连锁图谱进行QTL区间作图分析,除分蘖数、地上部干物重外,其它8个性状共检测到13个相关的QTL。其中与根基粗、根冠比、株周长、单蘖直茎相关的QTL各1个,分别位于第8、第1、第7和第8染色体上。与总根数、最大根长、根干物重相关的QTL各2个,分别位于第1和第2、第1和第6、第1和第12染色体上。与株高相关的QTL共3个,分别位于第1、第4和第8染色体上。相关分析表明,各根系性状相互之间存在着极显著正相关;除根冠比外,其它根系性状与地上部分蘖数、株高、株周长、单蘖直径和地上部干物重之间也存在显著或极显著正相关。多元回归分析表明,除分蘖数外,地下部根系性状与其它地上部性状存在着显著线性效应。本研究为深入理解水稻抗倒伏因子的遗传基础及制定抗倒伏性育种策略等提供了理论依据。     

不同氮水平下玉米苗期根系形态和氮吸收量的 QTL 定位

【目的】玉米的根系形态与氮素吸收能力关系密切，利用单片段代换群体对玉米苗期根系形态相关性状和植株氮吸收量进行 QTL 定位，可为进一步精细定位并克隆控制玉米低氮下优异根系形态和氮吸收的主效 QTL 奠定基础。【方法】以氮效率差异显著的两亲本许 178 和综 3 构建的 150 个玉米单片段代换系 (SSSL) 群体作为研究材料，进行水培试验。以 Ca (NO₃)₂ 作为氮源，设置高氮 (4 mmol/L NO₃– )和低氮 (0.05 mmol/L NO₃– ) 两个处理，培养 20 d 后分根、冠收获植株，测定生物量和氮含量。通过 WinRHIZO 根系分析系统获得根系的总根长、根表面积、根体积、根直径和根尖数等指标。根据代换系与亲本许 178 表型值的 T-test 结果，利用该群体 SSR 遗传连锁图谱，在 P ≤ 0.001 条件下定位所调查性状的 QTL。【结果】高氮条件下 SSSL 群体除了根直径与总根长和根尖数没有显著相关性以外，其它各性状之间均显著或极显著正相关，并且植株氮吸收量也与根系各性状呈显著或极显著正相关；低氮条件下，除了根直径以外，植株氮吸收量与其他根系性状均呈极显著正相关，并且地上部和根部氮累积量均与根表面积的相关性最大。在高氮条件下共检测到 102 个 QTL 位点，包括 40 个根形态相关 QTL、34 个植株生物量 QTL 和 28 个氮吸收量 QTL；在低氮条件下共检测到 85 个 QTL 位点，包括 47 个根形态 QTL、22 个植株生物量 QTL 和 16 个氮吸收量 QTL。所检测到的根形态相关 QTL 与生物量和氮积累量 QTL 成簇存在，同一 QTL 区间多同时检测到根形态 QTL 和氮吸收量 QTL。高氮条件下，在代换系 1428、1376、1282、1266 和 1473 的代换区间上检测到高氮特异的 QTL 簇，同时包括多个根形态和氮吸收量 QTL，贡献率从–43% 到 84%。低氮下，在代换系 1419 和 1314 的代换区间上同时检测到低氮特异的多个根形态和氮吸收量 QTL，贡献率从–32% 到 55%。【结论】单片段代换系 1419 和 1314 所包含的代换片段 bnlg182—bnlg2295 和 umc1013—umc2047 检测到多个低氮特异的 QTL，并且这两个区间在前人的研究中均有玉米氮效率相关 QTL 检测到，说明该区间包含有玉米根系形态和氮吸收量的主效 QTL，在玉米氮高效吸收中可能起重要作用。     

不同水分条件下水稻苗期根系性状的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)衍生的234个重组自交系(RIL)为材料,在正常水分和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下对水稻苗期最长根长、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根冠比进行QTL定位分析。采用复合区间作图法,共检测到影响8个根部性状的21个QTL,单个QTL可解释的表型变异介于4.80%～11.35%。其中,正常水分条件下检测到7个QTL,分布在第2、3、9、10、11染色体上;水分胁迫条件下检测到14个QTL,分布在第2、3、5、6、9染色体上。不同水分条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同水分条件下的遗传机制不同。在第3和第6染色体上各检测到1个根部性状的QTL簇,尤其在第3染色体RM6283-RM7370区间发现苗期根系性状与抗旱性及产量相关性状之间存在连锁关系,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时对多个相关性状进行遗传改良。     

氮对不同基因型玉米根系形态变化的影响研究

选用对N反应有典型差异的玉米自交系“478”、“CA170”研究其根系生长和形态对N水平反应的动态变化结果表明,随培养时间的延长,玉米地上部生物量随N水平的提高而增加,且2个N水平下“478”均高于“CA170”。低N水平下“478”根系生物量显著大于“CA170”,高N水平下二者根系干物质量的基因型差异减小。低N有利于根系纵向伸长,表现为总根长、平均根长显著增加,且“478”总根长、平均根长及侧根密度均大于“CA170”,但生长初期(7d)时这种基因型变化差异并不显著。高N有利于根系横向伸展,表现为1级侧根密度的增加,而平均根长缩短,2个基因型平均根长无显著差异。在N素胁迫下“478”较大的根系优势有利于其高效吸收N素。     

不同磷供应水平下小麦根系形态及根际过程的变化特征

以石麦15和衡观35两个品种小麦为试验材料,应用根袋栽培方式,研究了不同施磷量对小麦根系形态和根际特征的影响。结果表明,与施磷量P2O5 0.1 g/kg相比,高量供磷（P2O5 0.3 g/kg）条件下石麦15地上部生物量和磷累积量增加幅度大于衡观35;但不施磷处理衡观35地上部生物量降低幅度小于石麦15,磷含量和累积量高于石麦15,衡观35耐低磷能力较强。土壤供磷不足时,衡观35总根长中直径0.16 mm细根所占比例高于石麦15,根系平均直径较小;而高磷供应下,石麦15根系中直径0.16 mm细根长度较长,在总根长中所占比例较高。总根长和直径0.16 mm的细根长度与植株地上部磷累积量之间呈显著正相关关系。总根长越长尤其是细根越多,有利于促进植株对磷的吸收。与非根际土壤相比,高磷供应下根际土壤有机磷含量增加,微生物量磷含量降低;而供磷不足时根际土壤碱性磷酸酶活性较高,有机磷含量较低。与施磷量P2O5 0.1 g/kg相比,高量供磷下根际土壤pH值升高、碱性磷酸酶活性下降,不施磷处理根际土壤pH值降低。本研究表明,供磷不足时,小麦根系形态和根际过程均发生适应性变化,而高量供磷条件下,小麦植株根系形态的改变因品种而异。     

不同耐密性玉米品种地上部与根系性状的协同效应

【目的】阐明不同玉米品种在增密种植条件下地上部性状和根系构型的协同响应,为耐密性玉米的遗传改良提供理论支撑。【方法】以我国18个主栽玉米品种为试材,设置2个种植密度(6万株/hm²和7.5万株/hm²),分别在吐丝期和成熟期测定14个地上部农艺性状和8个根系构型性状,利用方差分析与回归分析等统计方法解析耐密高产品种的地上地下协同关系。【结果】随着种植密度的增加,玉米单株地上部和根系生物量及籽粒产量等指标下降,群体地上部生物量和籽粒产量显著提高。根据两个种植密度下的群体产量,受试品种中6个被划分为高低密度下均高产的双高型(DH);3个品种为仅高密度下高产的高密高产型(HH);7个品种为高低密度下均低产的双低型(DL);2个品种为仅低密度下高产的低密高产型(HL),供试品种主要为双高型(DH)和双低型(DL)。在高密度下,DH品种比DL品种具有更多的吐丝前干物质累积量和更高的收获指数,DH品种在减少根系干重、节根数和根系宽度的同时,保持了较高的根系表面积与总根长。综合两个种植密度下地上部与根系性状对产量的贡献,发现吐丝期茎秆干物质、成熟期籽粒干物...     

玉米根系对局部氮磷供应响应的基因型差异

【目的】土壤养分具有异质性，揭示不同基因型玉米根系对于养分异质性的响应规律，对提高不同玉米品种氮、磷利用效率具有重要意义。 【方法】本试验在水培条件下，利用分根系统研究3个玉米杂交种苗期根系对氮、磷两种养分局部供应响应的基因型差异。 【结果】根系对局部供氮的响应存在基因型差异，浚单20和中农玉99侧根生长对局部供氮的响应较敏感，显著提高了局部供氮（+N）一侧的侧根长，增幅达到79%、50%，而NE15无显著响应；浚单20和中农玉99主要提高了+N一侧直径大于0.12 mm的侧根长度。根系生长对于局部供磷（+P）的反应同样存在基因型差异，NE15显著提高+P一侧根系生物量和轴根长，增幅达到38%和24%，中农玉99显著提高+P一侧的侧根长达到35%；在+P侧，浚单20主要增加了直径大于0.12 mm的侧根长度，NE15主要增加直径介于0.12~0.24 mm的侧根长度，而中农玉99主要增加直径小于0.12 mm的极细侧根长度。局部供氮对3个品种侧根生长的促进作用强于局部供磷，而对缺氮一侧根系生长的抑制作用均大于缺磷一侧。不同玉米基因型苗期根系生物量、侧根长（尤其是直径>0.12 mm的侧根）对于局部供应氮、磷存在显著的互作效应，局部供氮对浚单20的侧根生长（尤其是直径>0.12 mm的侧根）的促进作用显著高于局部供磷，而NE15的根系生长（尤其是根系生物量）对局部供磷的响应强度大于局部供氮。 【结论】对于不同养分特性的玉米杂交种，苗期根系对局部供应不同种类养分的响应存在显著的基因型差异，在生产中可以针对品种特性采取不同的施肥措施，以便发挥其生物学潜力。     

玉米苗期根系生长与耐低磷的关系

在田间筛选试验的基础上,利用两个磷高效(181和186)、两个磷低效(153和197)玉米自交系,进一步研究了这些自交系苗期耐低磷能力差异及其与根系生长的关系。结果表明,在低磷胁迫(P.5.78.mg/kg)下,所有自交系玉米地上部重量、初生根重、次生根重及磷累积量降低,但磷高效自交系181和186受影响程度显著小于153和197。在试验所处的玉米生育时期(6叶龄),磷对所用自交系的初生根及次生根数量没有影响。比较181和197的根系形态,在低磷胁迫下,磷低效自交系197的初生根侧根长、轴根长均显著下降,磷高效自交系181则下降幅度很小。而且,低磷使181初生根的侧根/轴根比值、根长度/根重比值较高。说明低磷胁迫下,181自交系可以将根中的有限的养分及干物质作更合理的分配,促进细根的生长,从而获得较长的根系。     

根性状的共变性和可塑性驱动不同水稻基因型对氮环境的适应性

  【目的】  研究不同氮敏感基因型的植物生长与根性状之间的关系及其对氮环境变化的响应,能够从根性状变化的角度来揭示植物对环境变化的适应性,从而有助于水稻育苗基因型的选育。  【方法】  在宁夏引黄灌区,采用双因素(水稻基因型×氮水平)随机区组设计田间试验,选取12个水稻基因型(高氮敏感基因型和低氮敏感基因型各6个)作为供试材料,设置了施氮 0、180 kg/hm2 2个施用水平(以N0、N180表示)。在开花期,测定了水稻地上部生长(地上部氮累积量、地上部生物量)、根系生长性状(根生物量、根冠比、根长和根体积)及根形态性状(根直径、比根长和根组织密度)。  【结果】  高氮敏感基因型水稻地上部氮累积量、地上部生物量、根生物量、根长及根体积在N180处理下显著高于N0处理,分别增加了3.8、2.5、2.4、2.4、2.5倍,但是低氮敏感基因型除地上部氮累积量N180比N0显著高1.6倍外,其余4种性状在两个氮水平间无显著差异。在N0处理下,低氮敏感基因型的根生物量、根长、根体积和地上部生物量高于高氮敏感基因型,而在N180处理下,低氮敏感基因型地上部氮累积量和地上部生物量低于高氮敏感基因型,根生长性状无显著差异。高氮敏感基因型的地上部生长和根生长性状对氮的可塑性响应程度均大于低氮敏感基因型,但是两个氮敏感基因型的根形态性状对氮的可塑性响应程度均较小,而且N0和N180下的根形态性状在两个氮敏感基因型间均无显著差异。主成分分析结果表明,在N180处理下,根生长性状更加聚集,且独立于根形态性状(根直径和比根长),而在N0处理下根性状更加分散。相关性分析结果则表明,高氮敏感基因型的根性状在N180处理下相关性程度高于N0处理,而低氮敏感基因型在N0和N180处理下始终维持较高的根性状相关性。  【结论】  水稻主要是通过调节根系生长性状,而不是根形态性状来应对氮环境的变化。低氮敏感基因型水稻在低氮和正常氮环境下均表现出较强的根性状共变性,而高氮敏感基因型仅在正常氮环境下表现出较高的性状关联,且根生长性状的可塑性显著高于低氮敏感基因型。由此可知,低氮敏感基因型主要通过整合根性状的共变来适应环境,而高氮敏感基因型则通过提高根性状的可塑性来适应环境。     

低铁胁迫对玉米苗期根系生长和铁素吸收利用的影响

为了揭示不同耐低铁玉米品种苗期根系生长和铁素吸收利用的差异,为玉米耐低铁能力的遗传改良提供依据,以耐低铁玉米品种‘正红2号’和不耐低铁玉米品种‘川单418’为材料,采用重度[10μmol(Fe~(3+))·L~(-1)]、中度[30μmol(Fe~(3+))·L~(-1)]和轻度[50μmol(Fe~(3+))·L~(-1)]3种低铁胁迫及对照[100μmol(Fe~(3+))·L~(-1)]的铁营养液处理3叶1心玉米幼苗,分析低铁胁迫对不同耐低铁玉米品种苗期根系生长和铁素吸收利用的影响。结果表明,随着营养液铁浓度降低,两个玉米品种幼苗的根长、根体积、根系活力、干物质、铁含量、铁积累量、相对吸铁能力均显著降低,但根系麦根酸分泌量增多,铁素向地上部转移分配能力增强,铁素的生理效率提高,这是玉米适应低铁胁迫的重要生理机制之一。玉米幼苗的铁素积累量与根长、根体积、根干重、根系活力等根系性状均呈极显著或显著正相关。耐低铁玉米品种在中度和重度低铁胁迫下根长、根体积、根干重、根系活力均较不耐低铁玉米品种高,是其铁素吸收积累量高的重要原因。根系麦根酸分泌量与铁素茎叶分配率呈正相关,铁素茎叶分配率与铁素生理效率呈极显著正相关,增加根系麦根酸的分泌量可在一定程度上提高玉米铁素的茎叶分配率,从而提高铁素生理效率;耐低铁玉米品种在中度和重度低铁胁迫下麦根酸分泌量增幅高于不耐低铁玉米品种,是其铁素生理效率高的主要原因。     

硅、磷配施对玉米苗期生长及氮磷钾积累的影响

以‘正红2号’和‘正红115’玉米为材料,采用砂培方式,设置3个纯磷水平[1.0 mmol·L~(-1)(正常磷水平,P_(1.0))、0.1 mmol·L~(-1)(中度缺磷,P_(0.1))和0.01 mmol·L~(-1)(重度缺磷,P_(0.01))]和3个纯硅水平[1.5 mmol·L~(-1)(Si_(1.5))、0.75mmol·L~(-1)(Si_(0.75))和0 mmol·L~(-1)(Si_0)],通过对玉米苗期干物质、叶面积、根系形态和氮磷钾含量的测定分析,研究硅、磷配施对玉米苗期根系生长、各器官干物质及氮、磷和钾养分积累与利用的影响,为磷、硅肥合理配施提供理论依据。结果表明:缺磷抑制玉米苗期生长,降低根长、根体积、根表面积和叶面积,减少磷和氮、钾的吸收以及干物质积累量,这种效应随磷浓度的降低而增强;玉米通过提高根冠比,增加磷、氮在根系中的分配率,提高氮、磷、钾的干物质生产效率来适应低磷环境;低磷胁迫对‘正红115’根系生长和磷吸收积累量的影响大于‘正红2号’,但‘正红115’在低磷条件下大幅度提高磷在根系中的分配率。在正常磷(P_(1.0))条件下加硅可促进玉米根系生长,增加磷和氮、钾积累量,提高其在地上部分配率,增加叶面积和干物质积累量;在中度缺磷(P_(0.1))条件下加硅也可增加玉米的磷和氮、钾积累量,促进根系和地上部生长,缓解低磷胁迫;在重度缺磷(P_(0.01))条件下,增施硅对玉米根系生长和干物质积累无显著的改善作用,但会增加根系中磷、钾素积累量。由此表明,硅和磷存在显著的协同作用和配合效应,生产上硅和磷应配施。     

秸秆覆盖对套作玉米苗期根系发育与生理特征的影响

在西南地区"小麦/玉米/甘薯"三熟制套作模式下,以当地传统耕作为对照(T),秸秆覆盖(TS)、秸秆覆盖+腐熟剂(TSD)作为两种处理,连续两年田间试验研究了不同秸秆覆盖处理对育苗移栽玉米苗期的根系形态与生理特征的影响以及作用机理。研究结果表明:秸秆覆盖处理与对照相比增加了玉米苗期的根长、根表面积,显著增加了直径1.0～2.5mm范围内的根长,且秸秆覆盖+腐熟剂处理与秸秆覆盖处理间差异不大。2008年,与对照处理相比,秸秆覆盖、秸秆覆盖+腐熟剂处理苗期玉米根系活力分别提高19.12%、27.46%,根冠比分别提高36.72%、37.50%,根系生物量分别提高62.53%、69.42%;2009年,上述指标与对照处理相比分别提高17.86%、25.83%,31.54%、33.08%,65.69%、77.37%。同时秸秆覆盖处理有利于改善土壤水分与养分供应状况。可见,秸秆覆盖保护性耕作措施可通过改变农田环境促进套作玉米苗期根系发育,配合腐熟剂效果更佳。     

在富营养土壤斑块中根增值对玉米养分吸收和生长的贡献

Root proliferation can be stimulated in a heterogeneous nutrient patch; however, the functions of the root proliferation in the nutrient-rich soil patches are not fully understood. In the present study, a two-year field experiment was conducted to examine the comparative effects of localized application of ammonium and phosphorus (P) at early or late stages on root growth, nutrient uptake, and biomass of maize (Zea mays L.) on a calcareous soil in an intensive farming system. Localized supply of ammonium and P had a more evident effect on shoot and root growth, and especially stimulated fine root development at the early seedling stage, with most of the maize roots being allocated to the nutrient-rich patch in the topsoil. Although localized ammonium and P supply at the late stage also enhanced the fine root growth, the plant roots in the patch accounted for a low proportion of the whole maize roots in the topsoil at the flowering stage. Compared with the early stage, fine root length in the short-lived nutrient patch decreased by 44%-62% and the shoot dry weight was not different between heterogeneous and homogeneous nutrient supply at the late growth stage. Localized supply of ammonium and P significantly increased N and P accumulation by maize at 35 and 47 days after sowing (DAS); however, no significant difference was found among the treatments at 82 DAS and the later growth stages. The increased nutrient uptake and plant growth was related to the higher proportion of root length in the localized nutrient-enriched patch. The results indicated that root proliferation in nutrient patches contributed more to maize growth and nutrient uptake at the early than late stages.     

Morphology and distribution of wheat and maize roots as affected by tillage systems and soil physical parameters in temperate climates: an overview

Congregated information on maize and wheat root morphology and their distribution as influenced by tillage and soil physical conditions is meager. Root growth under no-tillage (NT) or conventional tillage (CT) is variable: Under NT, higher bulk density slows root elongation and provides shorter roots but simulate root branching; results may be opposite depending on soil texture. Under CT, soil compaction may have negative effects on root growth, with roots exhibiting plasticity. In humid climates, low soil temperatures can reduce root length density (RLD) and increase the diameter of spring cereals under NT. Tillage intensity induces a different distribution of nutrients, a trend which increases with time resulting in higher RLD in the topmost layer of NT. Compared to maize it is difficult to present an overview of the effect on tillage on the RLD of wheat due to inconclusive results. Adequate placements of banded starter fertilizer will effectively build up an early root system of maize, especially at suboptimal growth temperatures. Many studies reported a higher or similar grain yield of maize or wheat under NT compared to CT in temperate climates. However, the limited information or the conflicting results will promote the topic for inclusion in future breeding programs.     

利用三重测交群体剖析玉米苗期性状杂种优势的遗传学基础

为了探讨玉米苗期性状及其杂种优势形成的遗传学基础,以强优势玉米(Zea maysL.)杂交种组合豫玉22及其重组近交系为基础材料,采用三重测交(triple testcross,TTC)遗传交配设计,组配了包含312个测交后代的TTC群体,通过复合区间作图法检测到了30个控制发芽后第4天的最长根长、苗高、初生根数、根干重及叶干重的QTLs,并且在第2、3和7染色体上存在4个同时控制不同苗期性状的QTL区域。分析发现,在利用Z1和Z2数据定位出的22个QTLs中,以超显性位点最多(11个),加性(5个)和部分显性较少(5个),而显性最少(1个)。另外,还检测到8个QTLs与遗传背景之间的互作和16对不同标记间的互作。据此,我们提出超显性和上位性是玉米苗期性状及其杂种优势形成的主要遗传学基础。关键词玉米,苗期性状,三重测交,杂种优势,QTL定位     

The maize root system in situ: Evaluation of structure and capability of utilization of phytate and inorganic soil phosphates

• 1 The dependence of the morphology of the maize (Zea mays L.) seminal root system on physical, chemical and biotic parameters was investigated with pot cultures in quartz sand and in a natural loamy sand soil. Low O₂-supply to the soil resulted in a substantially smaller root biomass despite a relative increase in total root length. Reduced N-supply also stimulated root length growth, but also enhanced the formation of laterals. The presence of soil microorganisms, in comparison to sterile cultures, resulted in a reduced length of the main roots, and the production of slender laterals with a decreased root hair density. Generally, the structural variability of laterals in response to different growth conditions was much more pronounced than that of the main roots.
• 2 A major part of the work reported here was dedicated to a detailed study of phosphate (P) acquisition by the maize root system under field conditions. Radioactive labelling of the roots and radioautography of soil cores revealed the in situ distribution pattern of the maize root system. Controlled labelling of the soil with radioactive phosphate allowed the documentation of the development and replenishment of the phosphate depletion zone around roots. Finally, the longevity and phosphate uptake activity of the different parts and tissues of the primary root system of maize was examined by electron microscopy and tracer studies including pulse chase experiments. From these studies the phosphate-acquiring strategy of the maize root system appears as follows: The capability of P uptake decreases in the order: root hairs, 1^st order laterals, 2^nd order laterals, main root. The life-spans of the components of the maize root system increase by the sequence: root hairs, laterals, main root. Inorganic P uptake, therefore, mainly occurs during the first weeks of root development. Dying back of the root occurs in an ordered manner resulting in a relocation of stored P predominantly into the main root cortex. Furthermore, it could be shown that competition for P between roots of the same or of adjacent maize and/or lupin plants virtually does not occur in situ.
• 3 The utilization of phytate-P was studied with ¹⁴C/³²P-labelled Camyo-inositol-hexaphosphate supplied to maize plants grown in sterile quartz sand or in hydroponic cultures. The ratio of P- and C-uptake as well as the incidence of phytate hydrolysis products in the rooting medium indicated the capability of maize roots to acquire P from phytate by enzymatic hydrolysis. This was confirmed by enzyme studies of the root tissues. A specific hydrolyzing enzyme (phytase; molecular weight 51 kD) could be detected in the cell wall of the root, especially in the root tip, which initiates phytate dephosphorylation. Further breakdown is presumably accomplished by monophosphoric phosphohydrolases.

     

不同隔根方式下间作小麦玉米的竞争力及产量响应

通过田间试验研究了尼龙网隔根和塑料薄膜隔根对小麦间作玉米竞争优势的影响,并对间作作物竞争力与复合群体产量间的关系进行了量化分析。结果表明:小麦玉米间作群体中,小麦相对于玉米的竞争力呈先增后降趋势;隔根可降低小麦相对于玉米的竞争优势,未隔根间作处理比塑料膜隔根和尼龙网隔根间作处理的小麦竞争优势分别提高20.5%和4.9%。不隔根、塑料膜隔根和尼龙网隔根小麦间作玉米的土地当量比分别是1.46、1.20和1.39,间作群体的产量与小麦相对于玉米的竞争力呈二次曲线相关关系。适度提高小麦的竞争优势、特别是小麦开花期的竞争优势有利于间作群体整体产量的提高。     

Differences in Root Exudation Among Phosphorus‐Starved Genotypes of Maize and Green Gram and Its Relationship with Phosphorus Uptake

Abstract

Availability of phosphorus (P) in soil and its acquisition by plants is affected by the release of high and low molecular weight root exudates. A study was carried out to ascertain the qualitative and quantitative differences in root exudation among the genotypes of maize (Zea mays L.) and green gram (Vigna radiata L.) under P‐stress. Results showed that both inter‐ and intra‐species differences do exist among maize and green gram in terms of root exudation, P uptake, and shoot and root P content. In general, green gram, a legume crop, had greater root exudation compared to maize. However, the amino acid content of the total root exudates in maize was two‐fold as compared to green gram. The maize and green gram genotypes possessed genetic variability in root exudation. Irrespective of the species or genotypes, a positive relationship was found among P uptake rates, total root exudation, and shoot and root ³²P content. The amount of sugars and amino acid present in the root exudates of P‐starved seedlings also add to the variation in P uptake efficiency of genotypes.