不同水稻品种磷利用效率与耐铝性的关系研究

铝毒和磷缺乏是酸性土壤上作物生产的主要限制因子。本研究中我们探究了5个粳稻和5个籼稻品种的磷利用效率和耐铝性之间的相互关系。结果表明,粳稻品种的耐铝性显著高于籼稻品种。对于耐铝性强的水稻品种,施加磷肥后地上部生物量显著增加,而铝敏感的品种对磷肥响应较小,这可能是由于其耐铝性差而酸性土壤中的铝毒导致根系结构和功能受损,从而影响养分的吸收和利用。不同水稻品种的耐铝性和磷吸收效率呈正比而与磷利用效率呈反比,且粳稻的地上部磷浓度及磷吸收效率高于籼稻,但磷利用效率则低于籼稻。这些结果对于酸性土壤中筛选耐铝和磷高效利用的水稻品种具有重要意义。     

铵态氮/硝态氮对水稻铝吸收的影响及其机制研究

选用两个水稻品种武运粳7号（耐铝品种）和扬稻6号（铝敏感品种）作为实验材料,利用水培试验,通过长期和短期处理相结合的方式研究了NH4+-N和NO3--N对水稻Al吸收的影响及其作用机制。结果表明,与NH4+-N相比,NO3--N促进了水稻对Al的吸收。而且随着NO3--N浓度的提高,水稻根中Al含量显著增加,随着NH4+-N浓度的提高,水稻根中Al含量显著降低。这些结果表明NH4+-N和NO3--N对水稻Al吸收的影响具有浓度效应。当向Al溶液添加pH缓冲剂后,NH4+-N和NO3--N对根尖Al累积的影响变小,表明NH4+-N和NO3--N处理下溶液pH的变化可能是NH4+-N和NO3--N对水稻Al吸收影响不同的一个原因。     

大豆种质耐低磷与耐铝毒部分指标及其相互关系的研究

通过溶液培养试验 ,对来源于华南酸性土壤的 5个大豆品种的地上部及根部耐低磷及耐酸铝部分指标进行了系统的研究。研究结果表明 ,大豆在磷效率和耐铝毒特性方面存在着一定的差异 ,大豆品种 6 2号、乐昌及广州大粒具有较高的磷效率和耐铝毒特性。在低磷及铝毒胁迫下它们具有较高的生物量、磷含量、叶面积、叶绿素含量、总酸分泌量以及主根长。低磷和铝毒胁迫严重影响地上部磷的吸收 ,高磷能缓解铝毒。铝浓度不同处理大豆的地上部无显著差异 ;但在铝毒胁迫下 ,根部的铝浓度比地上部高 5～ 6倍 ,且品种间存在显著差异。本研究初步确定了大豆耐低磷与耐铝毒的相关关系     

不同pH低磷土壤上水稻磷营养特性研究

通过盆栽试验,研究了不同磷效率水稻在不同pH土壤和不同磷处理水平下的磷营养特性。结果表明,低磷条件下,分蘖期耐低磷基因型850、1574和1079的磷吸收效率最高,孕穗期3个耐低磷品种磷吸收量和利用效率均较高;到成熟期1574品种的相对磷吸收量最高,达到65%,而相对磷利用效率则以1574和850品种最高。不同pH土壤上,分蘖期,各水稻品种在碱性土壤上磷吸收量和利用效率最低,相对磷吸收量和相对磷利用效率却最高;耐低磷基因型850、1574和1079的磷吸收量高于鄂晚13和敏感基因型99012。在孕穗期,各水稻品种在碱性土壤上的磷吸收量高于其它两种土壤,但相对磷利用效率却最低;耐低磷基因型850和1574在3种土壤上磷吸收量均最高,成熟期各水稻品种磷利用效率则明显高于孕穗期。可见,不同耐低磷基因型在不同pH土壤上表现出的磷营养特性不同,在耐低磷品种的筛选过程中应该考虑土壤pH因素,生产中应根据不同土壤酸度类型选择合适的品种。     

水稻品种间铝耐性差异的探究

铝毒是酸性土壤中限制植物生长的主要因子之一,探讨植物耐铝特性与机理对提高酸性土壤植物生产力具有重要意义。通过一系列生理和分子生物学试验,主要探究了Nipponbare和Kasalath两个水稻品种的铝耐性差异。结果发现,与Kasalath相比,Nipponbare在铝胁迫下不仅拥有较长的根伸长,且根尖铝含量较少,表明Nipponbare是水稻铝耐性品种,而Kasalath为铝敏感品种。进一步研究发现,水稻根尖控制铝吸收的NRAT1基因在Kasalath中表达量更高,表明,NRAT1基因的高表达量可能是导致铝敏感品种Kasalath根尖铝含量较高的主要原因。此外,铝胁迫下,Nipponbare根系柠檬酸的分泌量显著高于Kasalath。而且,水稻中控制柠檬酸分泌的OsFRDL4基因在铝耐性品种Nipponbare中的表达量显著高于Kasalath,由此证明,柠檬酸在这两个品种水稻耐铝途径中可能起着重要的作用,并且,该品种水稻可以通过调控OsFRDL4基因的表达量来控制柠檬酸的分泌量。本研究中还分析了其他4个与铝胁迫相关的基因,但并未发现明显的相关性,值得进一步的探究。     

施用磷、钙对红壤上胡枝子生长和矿质元素含量的影响

采用红壤土培试验,研究了施用P、Ca对耐Al性不同的两个胡枝子品种的生长和矿质元素含量的影响.结果表明,单独 +P处理显著增加了耐Al 品种根和地上部生物量,而对Al敏感品种无影响;单独 +Ca处理显著促进了Al敏感品种根部的生长,而对耐Al品种的生长无影响;+P+Ca处理显著增加了两个品种根和地上部生物量.耐性品种地上部Al含量显著低于敏感品种,而根部Al含量无显著差异.两个品种体内P含量在 +P处理时耐性品种显著高于敏感品种,其他处理品种间无显著差异.整体上,胡枝子体内Ca、K、Mn和Mg含量耐性品种大于敏感品种,Fe含量反之.结果表明,低P胁迫是酸性土壤上耐Al胡枝子品种生长的主要限制因子,增施P肥效果明显,而对于Al敏感品种,Al毒是其生长的首要限制因子,只有施用石灰后对其加P,生物量才能提高.耐性品种根部有阻碍Al 向地上部运输的机制,而这种机制与体内P含量较高有着直接或间接的关系.另外,推测耐Al胡枝子品种对其他养分的吸收利用能力也较强.     

磷对铝胁迫下荞麦元素吸收与运输的影响

以不同耐铝基因型江西养麦(耐性)和内蒙荞麦(敏感)为材料,采用土培法研究磷对铝胁迫下荞麦生长和Al,P等元素吸收、运输的影响.结果表明,铝胁迫下0.2 g/kg的磷能有效缓解铝毒对荞麦根长的抑制.培养30d后,0.4 g/kg磷处理能显著降低铝在荞麦根系和地上部的积累.铝胁迫下加磷可影响养麦体内Ca,Mg,Mn,Zn,Fe的吸收,0.4 g/kg铝配施0.4 g/kg磷处理对荞麦根系Ca,Mg吸收最有利,内蒙荞麦根系Mg的含量比不加磷组提高了76.8%,但显著阻碍了铝胁迫下荞麦体内Ca,Fe的向上运输.铝胁迫下配施磷促进荞麦根系对Zn,Fe吸收,有利于Zn向地上部转运.施磷能有效缓解铝毒对荞麦生长的抑制,降低根系和地上部铝含量,有利于Ca,Mg,Mn,Zn,Fe的吸收和Mg,Zn的运输.     

有机酸对铝氧化物吸附磷的影响

以存在不同配位阴离子 (硫酸根、磷酸根、草酸根、柠檬酸根 )时合成的铝氧化物为对象 ,用平衡吸附法研究了草酸、柠檬酸等的浓度和 pH对铝氧化物吸附磷的影响 ,并讨论有机酸影响磷吸附的机制。结果表明 :六种合成铝氧化物的最大吸磷量 (Xm)介于 0.189～ 0.838mmol/g ,以Al(OH)x的吸磷量最高 ,铝 柠檬酸复合物 (Al-CA)的吸磷量最低 ;有机酸浓度升高时 ,铝氧化物的吸磷量降低 ,且柠檬酸的影响程度高于草酸 ;先加 pH为 2的草酸或酒石酸 ,Al(OH)x对磷的次级吸附量最低 ,而有机酸pH为 3时 ,Al(OH)x对磷的次级吸附量达最高 ,有机酸溶液 pH由 4增至 9,铝氧化物吸磷量变化不大或逐渐降低。有机酸与磷混合加入同单加磷相比 ,pH 3时差异较小 ,pH 4～ 6时差异最显著 ,pH 7～ 8时又减小 ;有机酸降低铝氧化物吸磷量的机理包括酸性溶解和络合竞争两方面 ,在 pH 2时以前者为主 ,pH 3～ 9时以后者为主 ,且铝氧化物表面的吸附点位对供试配位阴离子都是亲合的     

水稻(Oryza sativa L.)铝毒害与耐性机制及铝毒害的缓解作用

铝 (Al) 毒是广泛存在于热带亚热带地区酸性土壤上的主要的生产力限制因子之一。水稻Al毒害主要发生在新开垦的旱地酸性土壤上。本文较详细地总结了: (1) 水稻发生Al毒的环境条件,水稻Al毒害的可见症状和Al毒害的部位;(2) 水稻耐Al指标,营养元素的吸收与分配对水稻耐受Al毒害的影响,以及Al胁迫下根系分泌物、根际pH的变化等对水稻耐Al的贡献,水稻耐Al基因的定位等;(3) 水稻Al毒害的缓解作用机理及可能的解决措施。最后对水稻Al毒害和水稻耐Al机制研究中存在问题进行了分析探讨,同时对今后的研究作了展望。     

铝毒胁迫下磷对荞麦根系铝形态和分布的影响

以2个荞麦（Fagopyrum esculentum Moench）品种＂江西荞麦＂（铝耐性）和＂内蒙荞麦＂（铝敏感）为材料,采用水培法,研究铝毒胁迫下磷对荞麦根系总铝和单核2种形态以及Al在根尖和细胞壁中的分布情况的影响。结果表明,与200μmol/L Al处理相比,1.0mmol/L磷预处理分别使江西荞麦和内蒙荞麦的相对根长增加了24.4%和35.9%,根系总Al含量分别降低了18.2%和22.5%,根系单核Al含量分别降低了95%和63.2%。根尖细胞壁荧光检测结果为在单Al胁迫下细胞壁的荧光强度最大,1.0mmol/L磷预处理大幅度减弱细胞壁的荧光强度。表明外源磷供应可降低根系总Al和单核Al含量,使毒性形态的铝转化为无毒形态,以及减少Al在根尖以及细胞壁的积累,以缓解Al对根伸长的抑制,提高荞麦根系的抗铝毒害能力。     

Effects of low aluminium levels on growth and nutrient relations in three rice cultivars with different tolerances to aluminium

Reports on varietal diversity of upland rice in relation to relatively low aluminium (Al) levels are limited. Therefore, effects were examined of 35, 70, and 140 μM Al on plant growth and uptake of macro‐ and micro‐nutrients (K, P, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, and Mn) and their distribution in three upland rice (Oryza saliva L.) cultivars (BG35, DA14, and IR45) with different Al sensitivity. After an initial growth period of 5 days without Al, the plants were grown for 21 days in nutrient solutions containing Al at pH 4.1. Cultivar BG35 showed the highest and IR45 the lowest tolerance to Al when fresh weights of shoots or roots were considered. Except for IR45 at 140 μM Al, total dry weight was unaffected by Al, and the cultivars could not be clearly distinguished with respect to Al tolerance. Net Al uptake rate was higher in Al tolerant BG35 than in DA14 or IR45. Conversely, in IR45 the absorbed Al was rapidly transported to the shoots and accumulated there. In BG35, net P and Ca uptake rates in Al‐treated plants were high enough to maintain the P and Ca status of the shoots at all Al levels. Irrespective of Al sensitivity, there was a general depression of internal Mg concentration in Al‐reated plants. The Fe, Zn, Cu, and Mn concentrations of the plants were not negatively affected by Al in any of the cultivars.     

不同水稻品种获取氮能力的差异

采用溶液培养方法研究了不同水稻品种获取氮能力的差异及其原因。结果表明,在不同供氮水平下,不同水稻品种吸氮能力差异显著。随着供氮水平的提高,南光、豫粳7号、黔育421和武运粳7号的氮积累总量增加显著,说明这4个水稻品种对氮的响应度高;而桂单4号、ELIO、云粳38和4007的氮积累总量增加不显著,说明它们对氮的响应度低。对氮响应度高的4个水稻品种的平均吸氮速率随着供氮水平的增加其增幅显著,而其总根长的变化幅度则较小。水稻氮积累总量与总根长和平均吸氮速率的相关关系的分析结果表明,平均吸氮速率对水稻苗期获取氮能力的贡献率大于其总根长的贡献率。     

Differential aluminum tolerance in some tropical rice cultivars. II. mechanism of aluminum tolerance

Ten‐day‐old seedlings of 22 rice (Oryza sativa L.) cultivars were subjected to aluminum (Al) stress in nutrient solutions with an initial pH of 4.0±0.1. The rice cultivars exhibited a wide range of response by changing the rhizosphere pH, and the uptake and efficiency ratio (ER) of utilization of nutrients both in the presence (222 μM Al) and absence of Al. In the presence of Al, the cultivars Co 37 and Basmati 370 recorded maximum uptake and highest ER's for calcium (Ca), potassium (K), magnesium (Mg), manganese (Mn), phosphorus (P), and iron (Fe). The cultivars Damodar and ADT 36 performed very poorly in terms of nutrient uptake. The tolerant cultivars (Al‐insensitive) efficiently took up and utilized Ca and P in the presence of Al. The susceptible (Al‐sensitive) and intermediate cultivars exhibited less Ca and P uptake and utilization. There was no apparent relationship between foliar Al content and the efficiency ratios. However, the Al‐tolerant cultivars, Co 37 and Basmati 370, accumulated less Al in their foliage which was the reverse in case for the Al‐susceptible cultivars. Among the 22 rice cultivars tested, Co 37 and Basmati 370 emerged as the most Al‐tolerant. Hence, they would be recommended for cultivation in acidic, infertile soils of the tropics. The results of this study are discussed in terms of identifying the mechanism of Al tolerance or sensitivity among the studied rice cultivars as related to their nutrient metabolism.     

营养液浓度对水稻机插水培毯状苗秧苗素质及产量的影响

为探明机插水稻育秧新方法——水培毯状苗育秧方法壮秧培育适宜的营养液浓度,以武运粳24号(常规粳稻)和6两优9368(杂交籼稻)为试验材料,分析不同水培营养液浓度(S1、S2、S4、S8,分别表示营养液浓度为原液浓度的1、2、4、8倍,原液组成为:0.643 g/kg N、0.615 g/kg P2O5、0.359 g/kg K2O、127.2 mg/kg Mg、26.34 mg/kg Fe、8.26mg/kg Mn、0.11 mg/kg Mo、0.66 mg/kg B、0.99 mg/kg Zn、1.405 mg/kg Cu、49 mg/kg SiO2、709.1 mg/kg Ca)对水培毯状苗育秧方法秧苗素质、机插质量、大田群体生长及产量形成的影响。结果表明,移栽前秧苗地上部干物质积累量、苗基宽、发根力、叶片和根系氮含量、叶面积指数、光合速率总体上均随着营养液浓度的增加呈增加趋势;然而,高营养液浓度处理时秧苗根系生长受到抑制(干物质积累小、根系活性低),叶片和根系丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量升高、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD))下降,成苗率变差,机插空穴率升高。低营养液浓度(S1)处理的秧苗素质弱、机插大田后返青活棵慢、分蘖发生延迟、干物质积累量低、穗数不足而影响产量(武运粳24号为10.74 t/hm~2,6两优9368为10.96 t/hm~2);随着营养液浓度的增加(S2～S4),产量呈增加趋势(S2和S4处理下,武运粳24号产量分别为12.09和11.64 t/hm~2,6两优9368分别为12.16和12.47 t/hm~2);但产量并没有随着营养液浓度的升高而持续增加,S8处理下,武运粳24号产量为11.59t/hm~2,6两优9368产量为11.48 t/hm~2),主要受限于穗数不再增加,且穗粒数有下降趋势。因此,水培毯状苗育秧方法适宜的水培营养液浓度,常规粳稻武运粳24号为S2(2倍于原液浓度),杂交籼稻6两优9368为S2～S4(2～4倍于原液浓度)。     

两个品种水稻中硝酸盐吸收和利用率对氮素饥饿的响应特征

Ammonium（NH＋4） is the main nitrogen（N） form for rice crops, while NH＋4near the root surface can be oxidized to nitrate（NO-3）by NH＋4-oxidizing bacteria. Nitrate can be accumulated within rice tissues and reused when N supply is insufficient. We compared the remobilization of NO-3stored in the tissue and vacuolar between two rice（Oryza sativa L.） cultivars, Yangdao 6（YD6, indica）with a high N use efficiency（NUE） and Wuyujing 3（WYJ3, japonica） with a low NUE and measured the uptake of NO-3, expression of nitrate reductase（NR）, NO-3transporter genes（NRTs）, and NR activity after 4 d of N starvation following 7-d cultivation in a solution containing 2.86 mmol L-1NO-3. The results showed that both tissue NO-3concentration and vacuolar NO-3activity were higher in YD6 than WYJ3 under N starvation. YD6 showed a 2- to 3-fold higher expression of OsNRT2.1 in roots on the 1st and 4th day of N starvation and had significantly higher values of NO-3uptake（maximum uptake velocity, Vmax） than the cultivar WYJ3.Furthermore, YD6 had significantly higher leaf and root maximum NR activity（NRAmax） and actual NR activity（NRAact） as well as stronger root expression of the two NR genes after the 1st day of N starvation. There were no significant differences in NRAmax and NRAact between the two rice cultivars on the 4th day of N starvation. The results suggested that YD6 had stronger NRA under N starvation, which might result in better NO-3re-utilization from the vacuole, and higher capacity for NO-3uptake and use, potentially explaining the higher NUE of YD6 compared with WYJ3.     

干湿交替灌溉改善稻田根际氧环境进而促进氮素转化和水稻氮素吸收

[目的]阐明不同水氮管理模式下水稻根际内外氧环境变化特征及其对土壤碳氮转化和水稻氮吸收利用的影响,以期从稻田"根际氧环境"调控角度揭示适宜水氮耦合促进水稻生长和提高氮素利用效率的内在机制.[方法]在长期定位试验基础上,采用根箱模拟培养以及Unisense微电极系统和15N同位素示踪相结合的研究方法,以常规粳稻日本晴和常...     

NH4+的吸收对水稻根系细胞膜电位的影响

利用微电极技术分别测定了2个水稻品种即武育粳3号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)幼苗根尖细胞在吸收不同NH4+浓度(0.0250、.05、0.1、0.5、1.0和1.5.mmol/L)下膜电位的变化特征。结果表明,水稻根系吸收NH4+引起膜的去极化,去极化到一定程度出现部分复极化,有一小部分根系还有超极化现象。去极化大小随外界处理液中NH4+浓度的增加而加强,达到一定程度以后趋于平稳,吸收进程符合Michaelis-Menten动力学特征。两个品种产生的去极化程度不同,武育粳3号产生的去极化大小平均为16.5.mV,扬稻6号产生的去极化大小平均为22.6.mV。在低浓度NH4+(1.0.mmol/L)处理下,扬稻6号对NH4+较敏感,产生的去极化大小平均为17.5.mV,高于武育粳3号(去极化大小平均为10.9.mV),两个品种产生的去极化大小差异显著(p0.05)。研究结果表明,扬稻6号吸收NH4+的能力比武育粳3号强,这与吸收动力学的结果是一致的。