嫁接对不同棉花基因型钾效率的影响

采用全生育期土培盆栽试验,在研究2个棉花基因型钾吸收效率和利用效率的基础上,对未嫁接和经嫁接的自根苗(接穗和砧木为同一基因型)处理的棉花干物质和钾的积累、分配进行比较。结果表明:自根苗植株与未嫁接植株相比,不同棉花基因型在不同钾水平下干物质和钾的积累及分配不同。高效基因型103经过嫁接后营养器官中的干物质和钾比例增加,生殖器官中的干物质和钾减少,产量和钾利用指数下降;低效基因型122经过嫁接后营养器官中的干物质和钾比例减少,生殖器官中的干物质和钾增加,产量和钾利用指数升高。吸收效率因钾水平而异,高效基因型103嫁接后施钾时吸收效率降低,缺钾时升高;而低效基因型122嫁接后施钾时吸收效率升高,缺钾时降低。嫁接对不同棉花基因型产生的效应不同,通过嫁接使不同棉花基因型物质分配趋于平衡。     

钾对不同钾效率棉花基因型叶片解剖结构的影响

以钾高效高潜基因型HG103和低效低潜基因型LG122为材料,在盆栽条件下研究了钾对不同棉花基因型叶片解剖结构的影响。结果显示:花铃期施钾条件下HG103上部叶主叶脉的上、下表皮细胞排列较LG122紧密和整齐,而下部叶片则相反;缺钾后HG103上部叶主叶脉比LG122发育得好;HG103叶脉维管束木质部具有较多导管数,利于养分和水分等的运输,而LG122木质部导管数相对较少;HG103上部叶叶脉的韧皮部比LG122较为发达,利于光合产物运输。花铃期施钾条件下HG103上部叶的叶肉细胞结构与LG122差别不大,下部叶的栅栏组织则没有LG122排列的整齐。缺钾时,HG103上部叶叶肉的上表皮细胞比LG122排列的较为整齐,栅栏组织和海绵组织形状较规则;而下部叶LG122栅栏组织和海绵组织比HG103分化得好。     

不同基因型棉花根系对局部供磷的响应特征

【目的】 养分异质性存在于自然土壤或农田土壤,探讨不同基因型棉花根系对异质性养分的响应,对提高棉花磷利用效率具有重要意义。 【方法】 本试验在土培条件下,设磷均质供应和磷局部供应两种供磷方式,根箱自上而下分为三层 (上层0—20 cm、中层20—40 cm、下层40—60 cm)。磷均质供应方式下根箱每一层的磷肥用量均为P₂O₅ 100 mg/kg,磷局部供应方式下磷肥用量为P₂O₅ 300 mg/kg,全部集中施在中层 (20—40 cm),上下两层均不施磷,两种供磷方式下氮钾肥均按N 150 mg/kg和K₂O 5 mg/kg均匀加入至根箱各层 (施钾量按75 kg/hm2计算),利用根箱分层研究2种基因型棉花根系对局部供磷 (20—40 cm) 响应的差异。 【结果】 局部供磷能显著改变棉花的根系形态,磷低效基因型‘新陆早13号’和磷高效基因型‘新陆早19号’总根长、根系表面积、根系总体积、比根长、中层细根长度分别增加了38.0%、41.9%、97.6%、27.3%、35.9%和34.5%、21.7%、39.0%、22.5%、42.8%。棉花对局部供磷的响应存在基因型差异,磷高效基因型‘新陆早19号’的总根长、根系表面积、根系总体积、比根长、中层细根长度均显著高于磷低效基因型‘新陆早13号’,分别是磷低效基因型‘新陆早13号’的1.23、1.31、1.73、1.07、1.30倍。主成分分析表明,棉花根系的可塑性主要受养分供应方式影响,而根系的基本构架主要受基因型控制。偏最小二乘回归分析表明,总根长、中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度、根系表面积和根系总体积的VIP值超过1,对地上磷吸收起着明显重要的作用,其中中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度10%的增加量可以引起地上部磷吸收2.33%的增加,即中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度对植株磷吸收的贡献最大。 【结论】 在局部供磷区,磷高效基因型棉花具有更高的环境适应能力。对于高效和低效基因型,都应采取局部供磷的方式,优化根系分布和生长,提高棉花获取异质性磷养分的能力,以发挥棉花的最大生物学潜力,提高养分利用率,减少肥料用量,保护生态环境。      

钾镁水平对番茄苗期生长、根系形态及钾素吸收和生理利用效率的影响

采用水培方法,研究不同钾、镁水平对"天福冠露"和"毛粉802"两种番茄幼苗生长、根系特征及钾素吸收、利用效率的影响。结果表明,钾、镁水平(8 mmol/L、1 mmol/L)处理的植株鲜重、干重及钾、镁水平(4 mmol/L、4 mmol/L)处理的株高显著高于其他处理。随钾、镁水平升高,两种番茄植株的根长、"天福冠露"植株的根直径、根体积和分根数先减少后增加;番茄植株钾素吸收率显著提高,生理利用效率显著降低。钾、镁水平(8 mmol/L、1 mmol/L)处理的植株根长、根表面积、根直径及根体积显著高于缺钾处理。钾、镁水平(4 mmol/L、4 mmol/L)处理,两种番茄植株根长、根表面积、根体积和分根数均显著高于缺镁处理,"天福冠露"植株钾含量显著高于"毛粉802",而钾素生理利用效率显著低于"毛粉802"。与其它等钾处理相比,缺镁植株钾素积累量最低、生理利用效率最高,镁过量处理的植株钾素生理利用效率显著降低。     

不同基因型大麦对钾的吸收、积累及分配特性

通过不同供钾水平的土培试验,研究了钾高效基因型大麦Sandrime和钾低效基因型大麦ACWestech对钾素的吸收、积累和分配特性。结果表明：在各生育期,钾高效基因型Sandrime株高和生物量均大于钾低效基因型AC Westech,根冠比小于低效基因型,但钾低效基因型缺钾症状比高效基因型严重;不同钾效率基因型大麦各器...     

不同基因型棉花苗期钾效率差异及其机制的研究

用营养液培养研究了103、138、163、1651、22和169等6个棉花基因型苗期钾效率差异及其初步机制。根据不同基因型钾效率系数和增长潜力的差异,区分为高效高潜(103、138)、高效低潜(163、165)、低效高潜(122)和低效低潜(169)基因型。在钾胁迫时,1031、38长势较好,单株干物重最大,而钾含量最低,它们能以较低钾含量构建较多的生物量,因此对钾的利用率大;由于其干物质冠根比大,因而能使较少的根系物质维持较多的地上部生长;与此相应,其单株钾积累量较大,且地上部钾积累量占较大比重,表明其吸收和转运钾素的能力较强;其叶绿素含量是上部叶高于下部叶,且二者差值较大,从而较好地促进上部叶的生理功能。而122、169则正好相反,缺钾时它们具有较高的钾含量,干物重却最小,其中169干物重仅为103的43.93%,因而钾积累量也最少,其吸收、积累和利用钾的能力弱。163、165的单株干物重、增长潜力以及地上部钾积累量比重均较低,其吸收和转运钾的能力属中低水平。     

不同铁效率玉米品种苗期适应低铁胁迫的根系特征与铁积累差异

  【目的】  石灰性土壤高pH和高重碳酸盐含量严重影响土壤中有效铁含量,导致作物缺铁黄化、减产,铁高效玉米品种的推广应用是实现石灰性土壤玉米高产稳产的重要途径。 本研究探讨不同铁效率玉米品种适应低铁胁迫的根系特征与铁积累差异,旨在为铁高效玉米品种的推广应用提供科学依据。  【方法】  试验以铁高效玉米品种正红2号 (ZH2)、正大619 (ZD619) 和铁低效玉米品种川单418 (CD418)、先玉508 (XY508) 为材料,设置极低铁处理 (Fe0,Fe浓度为0 μmol/L)、低铁处理 (Fe10,Fe浓度为10 μmol/L) 和正常供铁 (Fe100,Fe浓度为100 μmol/L) 3个处理,通过砂培试验,研究不同铁效率玉米品种适应低铁胁迫的根系形态特征、干物质重、铁积累及铁吸收利用差异。  【结果】  低铁胁迫下,玉米幼苗的根干重、单株干重、铁积累量、根系相对铁吸收效率均显著降低,而根冠比与铁素生理效率均显著升高,且随胁迫程度的增加变幅加大;总根长、根表面积、根体积和根直径则表现出明显的品种差异,与正常铁处理 (Fe100)相比,低铁处理下铁低效品种的总根长、根表面积和根体积显著降低,根直径显著增加,而铁高效品种的总根长和根表面积差异不显著,根体积显著增加,根直径在极低铁处理(Fe0)下显著降低,低铁处理 (Fe10)下差异不显著;铁高效品种总根长、根表面积、根体积、根干重、单株干物重、铁积累量和根系铁吸收效率的降幅及根冠比的增幅均明显低于铁低效品种,而铁生理效率的增幅高于铁低效品种。相关性分析结果表明,玉米幼苗铁积累量与总根长、根表面积、根体积和根干重均呈显著正相关,而与根冠比呈负相关,其中与总根长 (R2 = 0.8546) 和根表面积 (R2 = 0.8983) 相关性最强。  【结论】  与铁低效玉米品种相比,铁高效玉米品种低铁胁迫下具有较优的总根长、根表面积及较高的根系铁吸收效率与铁生理效率,促进了其对铁的高效吸收与利用,提高了其对低铁环境的适应能力。     

不同钾硼水平下棉花生长及钾硼利用效率的差异

用鄂抗8号棉花为试验材料,以水培的方法研究了不同钾、硼水平下棉花的生长状况及钾、硼的利用效率。结果表明:与正常处理(K 20 mg/L,B 0.2 mg/L)棉花相比,(1)缺钾(K 2 mg/L,B 0.2 mg/L)阻碍棉花地上部正常生长、干物质的积累,叶绿素合成受阻,但促进了根的伸长,缺钾不利于棉株对硼的吸收和利用,增加钾供应量可以促进硼的吸收利用。(2)缺硼(K 20 mg/L,B 0.002 mg/L)不利于棉株生长,棉株干物质积累量减少,不利于棉花对钾的吸收利用。(3)缺钾缺硼(K 2 mg/L,B 0.002 mg/L)时,棉花的生物量、SPAD值和钾、硼积累量均显著降低,钾的利用效率升高了143%,但对硼的利用受到抑制。研究结果表明,缺钾阻碍棉花对硼的吸收利用,缺硼不利于棉花对钾的吸收利用,而缺钾缺硼时,棉花对钾的利用受到促进,对硼的利用受到抑制。     

籼稻不同基因型对钾、钠的反应

本研究用微区试验研究了4种典型基因型在田间条件下对钾、钠反应的遗传差异。这4种基因型是经液培方法从近300种基因型中筛选得到的。结果表明,在低钾条件下,钾高效基因型的钾素利用效率、钾素经济利用效率、对胡麻斑病的抗性等都显著高于钾低效基因型;不同基因型对钠的反应差异明显;茎叶的钾钠含量互成显著的反相关。     

基因型影响磷镁互作下大豆生长及根瘤和菌根性状

  【目的】  明确施加镁肥在不同磷处理的土壤上对不同基因型大豆生长及根瘤和菌根性状的影响。  【方法】  田间试验采用三因素试验设计,设置施P₂O₅ 40 kg/hm2 (P40)和100 kg/hm2 (P100)两个水平,施MgO 0 kg/hm2 (Mg0)和75 kg/hm2 (Mg75)两个水平,磷高效基因型粤春03-3 (YC03-3)和磷低效基因型本地2号(BD2)两个大豆基因型。测定了大豆植株干重、单株结荚数、根系性状、根瘤性状、菌根侵染率以及植株氮、磷、镁含量。  【结果】  P100处理显著增加了两个大豆基因型的植株干重、单株结荚数、总根长、根表面积和体积以及植株氮、磷、镁积累量。施用镁肥,YC03-3在P40和P100处理下植株干重、单株结荚数、植株氮和镁积累量均显著增加,在P100条件下植株磷积累量以及根表面积、根体积、根平均直径显著增加;BD2在P40和P100处理下植株镁积累量显著增加,P40条件下植株氮积累量显著增加。磷和镁处理显著影响大豆与有益微生物的共生。P40条件下,两个大豆基因型的根瘤数和根瘤干重在Mg0和Mg75处理间无显著差异;P100条件下Mg75处理BD2和YC03-3的根瘤数分别较Mg0处理增加了135%和178%,根瘤干重分别增加了308%和197%。Mg0条件下P40处理YC03-3的菌根侵染率较P100增加了31.6%;Mg75条件下P40处理的BD2菌根侵染率较P100增加了15.0%。P40条件下,Mg75提高了BD2菌根侵染率16.3%;P100条件下,Mg75提高了YC03-3菌根侵染率32.1%。主成分分析发现,P100条件下,Mg0与Mg75处理之间差异显著,而P40条件下镁处理之间差异不明显。  【结论】  增施磷肥显著促进了两个大豆基因型的生长,改善了植株氮、磷、镁养分状况。增施镁肥可增加磷高效大豆基因型YC03-3的地上部和根部干重、单株结荚数、植株氮积累量,对磷低效型基因BD2没有显著作用。YC03-3的根瘤密度对施磷和施镁响应较BD2显著。BD2的菌根侵染率在低磷条件下对施镁的反应敏感,而YC03-3的菌根侵染率在P100条件下对施镁反应敏感。由此可见,磷和镁养分之间的互作效应受到大豆基因型的影响。     

不同基因型抗虫棉氮磷钾养分吸收与分配特征

【目的】探讨不同抗虫棉品种植株干物质与氮、磷、钾养分积累分配特点,为制定棉花高产栽培管理措施提供依据。【方法】在大田条件下,选用三个抗虫棉品种(冀棉169、鲁棉研21号和岱字棉99B)为研究对象,比较研究了三个品种的干物质积累与氮磷钾吸收特性。【结果】冀棉169产量最高,两年分别比鲁棉研21号提高了27.9%和25.5%,分别比岱字棉99B提高了65.9%和41.1%。三个品种单铃子棉重的变化趋势与产量一致,而单株结铃数和衣分则不同。冀棉169棉株各器官干物质和氮磷钾积累量均较高,尤其在生育中后期,营养器官保持最高的氮磷钾养分积累量,促使其干物质积累量显著高于其他两个品种,为棉铃发育提供了充足的物质基础,铃叶比较大,因此结铃最多,单铃子棉重最大,皮棉产量最高,使得养分利用效率也最高。鲁棉研21号棉株各器官干物质和氮磷钾积累量均最低,主要是由于营养器官氮磷钾养分快速积累期结束最早,加之向棉铃分配比例最高,从而限制了营养器官的生长发育,影响生育中后期棉铃的发育,使之不仅结铃数最少,单铃子棉重较小,产量也较低。岱字棉99B棉株各器官干物质和氮磷钾积累量虽最高,但其快速积累期出现在盛花期以后,棉株贪青,结铃数虽较多,但单铃子棉重最小,使之产量最低,养分利用效率也最低。【结论】不同年代抗虫棉品种产量提高的主要原因是单铃子棉重的增加,其次是单株结铃数的提高。单铃子棉重和单株结铃数的增加主要归因于棉株总生物量和向生殖器官转运量的协同提高,特别是生育中后期保持高的同化物和生殖器官运转比例;而生物量的增加依赖于养分积累量和利用效率的提高。     

Genotypic variation of potassium uptake and use efficiency in cotton (Gossypium hirsutum)

Potassium (K) deficiency is one of the main limiting factors in cotton (Gossypium hirsutum L.) production. To study the mechanism of high K‐use efficiency of cotton, a pot experiment was conducted. The experiment consisted of two cotton genotypes differing in K‐use efficiency (H103 and L122) and two K‐application levels (K₀: 0 g (kg soil)^–1; K₁: 0.40 g (kg soil)^–1). Root‐hair density and length, partitioning of biomass and K in various organs, as well as K‐use efficiency of the two cotton genotypes were examined. The results show that there was no significant difference in K uptake between the two genotypes at both treatments, although the genotype H103 (high K‐use efficiency) exhibited markedly higher root‐hair density than genotype L122 in the K₁ treatment. Correlation analysis indicates that neither root‐hair density nor root‐hair length was correlated with plant K uptake. Furthermore, the boll biomass of genotype H103 was significantly higher than that of genotype L122 in both treatments, and the K accumulation in bolls of genotype H103 was 39%–48% higher than that of genotype L122. On the other hand, the litter index (LI) and the litter K‐partitioning index (LKPI) of genotype H103 were 14%–21% and 22%–27% lower than that of genotype L122. Lastly, the K‐use efficiency of total plant (KUE‐P) of genotype H103 was comparable with that of genotype L122 in both treatments, but the K‐use efficiency in boll yield (KUE‐B) of genotype H103 was 24% and 41% higher than that of genotype L122 in K₀ and K₁ treatments. Pearson correlation analysis indicated that KUE‐P was positively correlated with BKPI and negatively correlated with LKPI, while KUE‐B was positively correlated with BKPI and boll‐harvest index (HI_B), and negatively correlated with LKPI. It is concluded that there were no pronounced effects of root‐hair traits on plant K uptake of the two genotypes. The difference in K‐use efficiency was attributed to different patterns of biomass and K partitioning rather than difference in K uptake of the two genotypes.     

小麦苗期钾效率相关性状的全基因组关联分析

【目的】深入探究小麦钾效率的遗传基础,定向培育钾高效小麦品种是缓解我国钾肥资源短缺的重要途径。本文拟对不同钾处理条件下小麦苗期钾效率相关性状进行鉴定,并进行差异分子标记关联分析,筛选与钾效率紧密关联的分子标记,为钾效率相关基因的克隆及其在育种中的应用奠定基础。【方法】本研究以不同小麦品种(134份)为试验材料,于2014年和2015年,在山东农业大学温室内进行了营养液培养试验。设置正常供钾和低钾水平两个处理,7cm高、7日龄的幼苗在黑暗中生长28天后收获。将幼苗分为地上部和根部,测定植株干重(生物量)、钾含量,计算植株钾累积量、根冠生物量比和钾累积量比和钾利用效率。分析低钾处理对生物量及钾效率相关性状的影响,并以该群体检测到的15230个差异SNP标记为基础,用TASSEL5.0软件中的GLM模型和MLM模型对钾效率相关性状数据进行标记.性状的关联分析,以确定小麦苗期钾效率稳定关联的分子标记位点。【结果】与正常钾处理相比,低钾处理下植株根、冠及全株钾含量及积累量均显著下降,而根冠生物量比、根冠和全株钾利用率均显著增加。关联分析共获得了1300个关联分子标记,其中1102个标记被定位在19条染色体上,这些分子标记绝大多数仅在特定环境条件下被检测到,三个环境下均可检测到的相对稳定的分子标记位点仅有3个,分别为Excalibur_c14273_1407、Ku_c11150_773、BS00094893_51。同时,试验筛选出4个性状簇集位点标记,这些位点同时与6~7个性状存在显著关联,分别为Excalibur_c8670_972、wsnp_Ex_c12887_20426781、wsnp_Ku_c13311_21255428、IACX5989。【结论】低钾处理对小麦苗期生长及钾效率相关性状遗传控制位点有显著影响,低钾处理下与生物量和钾效率相关性状显著关联的分子标记绝大多数在同一个钾处理环境中被检测到,因此不同钾处理环境下这些性状可能由截然不同的基因控制。试验检测到4个至少与6个性状同时显著关联的热点分子标记位点,这些位点与小麦苗期多个生物量及钾效率相关性状均存在显著关联,可能包含重要的基因信息,值得进一步深入研究。     

Differences in Growth and Potassium-Use Efficiency of Two Cotton Genotypes

To study the differences in growth and potassium (K)–use efficiency of two different K-use-efficiency cotton genotypes, a pot experiment was conducted in 2007. Experimental materials include two cotton genotypes (HG103 and LG122) and two K application levels (0 and 0.23 g kg^–1 soil). The initial dates of various growth stages, plant heights, numbers of leaves, squares, and bolls, and the amount of litter during the whole growing season were recorded. The distribution and accumulation of dry matter and K content in various organs were measured to compare the differences in K-use efficiency. Significant differences (P < 0.05) between the two genotypes and K levels were found in initial bolling time. At the reproductive growth stage, the plant heights and leaf number of HG103 were less than those of LG122. Greater numbers of squares and bolls were recorded from HG103 than LG122 with K application. Significant differences (P < 0.05) existed in dry matter and K contents in each organ in the two genotypes and K-application levels. The seed cotton yields of HG103 were 3.24 times larger than those of LG122 with K application and 1.77 times larger than those of LG122 with the marginal K treatments. Reproductive-to-vegetative ratios (RVR) and harvest indices (HI) of LG122 were less than those of HG103 whether K was applied or not. The ratios of K in reproductive organs to vegetative organs for LG122 were 0.47 and 0.51 with K application and the marginal treatments, respectively, and for HG103 were 0.66 and 0.75 respectively. The K accumulations in root, stem, and litter of LG122 were more than those of HG103, whereas those in leaves and bolls were less than those of HG103. These results indicated that HG103 transferred more photosynthesis products and K to cotton reproductive organs than LG122.     

Photosynthate transport rather than photosynthesis rate is critical for low potassium adaptation of two cotton genotypes

Potassium (K) is an essential macronutrient for plant growth and development. Plant growth and development can be seriously affected by K deficiency. However, plants with different K efficiencies behave differently. It is still not fully understood how plants with higher K efficiency could maintain better growth in a low K environment and what is the relationship between K recycling and photosynthesis metabolism. The aim of this study was to investigate whether the difference in K re-translocation and photosynthesis transportation can explain genotype differences in K efficiency between K-efficient genotype 103 and K-inefficient genotype 122. Results of this study showed that the dry matter accumulation of genotype 122 decreased much more than that of genotype 103 affected by K deficiency environment. Root growth of the two genotypes was inhibited by K deficiency, but genotype 122 was affected more than genotype 103. Using the K utilization index as an evaluation factor for K efficiency, it was found that genotype 103 was significantly higher than genotype 122. Potassium affected the K distribution in plants for both the genotypes. Potassium was distributed more to the stem and leafstalk in a normal K environment whereas it was more to the leaf and root in a low K environment, especially for genotype 103. Potassium also affected photosynthetic products’ distribution. The leaf of genotype 122 accumulated most of its photosynthetic product while genotype 103 had better ability to transport it into the root to maintain better growth under a K-deficient environment. Results of this study indicated that more K recycling into the root and more efficient transport of the photosynthetic product into the root contribute to better root growth and therefore increased tolerance to K deficiency.     

钾、镁交互作用对橡胶幼苗生长及养分吸收的影响

  【目的】  我国植胶区砖红壤钾、镁缺乏现象日益突出，研究钾、镁缺乏对橡胶幼苗根系形态和养分吸收的影响，可为橡胶平衡施肥和优质高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用‘热研7-33-97’橡胶 (Hevea brasiliensis) 幼苗为研究材料，在人工气候箱内用营养液培养。采用二因素二水平的析因试验设计，设置4个处理:对照 (CK)、缺钾 (–K)、缺镁 (–Mg) 和缺钾镁 (–K-Mg)，培养3个月后，取样测定橡胶幼苗干物质量、根系构型参数、根系活力和养分含量等指标。  【结果】  1) 与CK相比，–K和–K-Mg处理显著降低了单株干物质量和根冠比，干物质量降幅分别为8.4%和27.5%，根冠比降幅分别为20.4%和26.9%，而–Mg处理对干物质量和根冠比均无显著影响；K、Mg交互作用对茎干、根和单株干物质量及根冠比均有显著影响 (P < 0.05)。2) 与CK相比，各缺素处理均显著降低了橡胶幼苗吸收根 (直径 < 2 mm) 的根长、根表面积、根体积、总根尖数及根系活力等根系构型参数，而不同程度增加了平均根粗。方差分析结果表明，K、Mg交互作用对吸收根的根长、根表面积、根体积及总根尖数有极显著影响 (P < 0.01)。3) 各处理下氮和镁、磷和钾以及钙分别在叶片、根系以及茎皮中的平均分配比例高于其他器官。各缺素处理下，地上部的养分占比呈增加趋势。4) 与CK相比，–K处理显著增加了橡胶幼苗单株氮、磷和镁的积累，–K-Mg处理则显著降低了单株氮积累，各缺素处理均显著增加了单株钙的积累；K、Mg交互作用对氮、磷、钙和镁的积累有显著或极显著影响。  【结论】  钾、镁营养显著影响橡胶幼苗对养分的吸收，缺钾、缺镁显著抑制橡胶幼苗特别是根系的生长发育，同时缺钾缺镁加重抑制效果。因此，橡胶生产上不仅要保证培养基质或土壤的矿质营养充足，还要重视钾、镁元素间平衡关系。     

干旱胁迫下钾素对甘薯碳水化合物及内源激素含量的影响

【目的】研究干旱胁迫下施钾量对不同生长时期甘薯碳水化合物及内源激素含量的影响,为甘薯的抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种‘泰中6号’为材料,以硫酸钾（K₂SO₄）为供试肥料,水分处理设土壤最大持水量的60%～70%和30%～40%,依次代表正常供水（W1）和干旱胁迫（W0）;钾肥设K0、K1、K2、K3四个水平,K₂O用量分别为0、120、240和360 kg/hm2。分析了不同生长时期甘薯干物质含量、淀粉和可溶性糖含量、内源激素含量及收获期块根产量。【结果】干旱胁迫下甘薯植株干物质含量、块根和淀粉产量显著降低,施钾有利于甘薯植株干物质含量的提高、块根的膨大和淀粉的生成和积累,甘薯植株和块根干物质含量、块根淀粉含量和积累量最大均为K2处理,较K0提高幅度最大分别达到31.7%、43.6%、10.6%和50.6%。相同钾用量条件下,干旱胁迫下块根单薯重显著高于正常灌水,单株结薯数显著低于正常灌水。正常灌水条件下施钾后甘薯叶片可溶性糖含量降低,而块根可溶性糖含量升高,干旱胁迫下施钾使甘薯叶片和块根可溶性糖含量增大,较K0提高幅度最高分别达到31.4%和36.0%。干旱胁迫下施钾后甘薯叶片和块根IAA、ABA、ZR和GA含量显著增大,较K0提高幅度最高分别达到12.7%、15.7%、12.0%、10.4%和21.4%、15.6%、65.7%、13.0%,促进了甘薯植株碳水化合物含量和干重的提高,块根淀粉积累速率增大。【结论】干旱胁迫下施钾促进了干物质向块根的分配,提高了甘薯块根单薯重,从而增加了单位面积甘薯块根产量。干旱胁迫下钾素提高甘薯块根和叶片内源激素（ABA、IAA、ZR、GA）含量,块根内源激素含量的增加促进了块根淀粉的合成和积累,叶片内源激素含量的增加促进了地上部茎叶生长、茎叶干物质积累和叶片可溶性糖含量的增加,增强了甘薯的抗旱性。     

钙信号抑制剂加剧低钾胁迫对烟草幼苗光合特性及钾吸收的影响

  【目的】  研究低钾胁迫抑制钙信号传导对植株幼苗叶片光合特性及钾吸收的影响,为缓解作物的低钾胁迫提供理论依据。  【方法】  以烟草品种K326为试验材料进行了室内水培试验。烟草幼苗先在营养液正常钾(K+ 5 mmol/L)和缺钾(K+ 0.15 mmol/L)营养液中生长8 天,然后在营养液中分别施加钙通道有机阻断剂Vp、钙通道无机阻断剂LaCl₃和钙离子螯合剂(EGTA)钙信号抑制剂,继续生长4天后取样,测定植株干鲜重、电导率、活性氧含量、叶片抗氧化酶活性、叶片光合特性等指标和植株地上、地下部钾素浓度及钾离子吸收相关基因表达量。  【结果】  1)不添加钙通道抑制剂或螯合剂条件下,低钾胁迫的烟株地上部和根系干重较常钾水平显著降低了59.29%、39.82%,鲜重显著降低了51.58%、48.19%,除水汽压饱和亏外的其余5项光合特性指标显著降低,植株地上部和根系钾含量分别显著降低了39.31%和77.05%,而叶中可溶性蛋白、相对电导率、过氧化氢含量则显著增加,NKT2、NtKC1、NtHAK1、NtHAK5基因的相对表达量分别增加了2.09、3.32、3.23、12.34 倍。2)常钾水平下,3个钙抑制剂处理未明显影响地上部和根系干鲜重,而低钾水平下,钙抑制处理的地上部鲜重和干重显著高于无钙抑制剂对照。两个钾水平下,与各自对照相比,3个钙抑制剂处理的叶片相对电导率、活性氧积累量均显著增加,抗氧化酶SOD和POD活性、叶绿素含量显著减少,光合特性指标(除水汽压饱和亏外)明显降低。3)两个钾水平下,3个钙信号抑制剂处理的烟株地上部和根系钾含量均显著低于其对照,低钾胁迫下平均降低幅度分别达到25.54%和53.36%。低钾胁迫下,钾离子通道基因NKT2、NtKC1和转运蛋白基因NtHAK1、NtHAK5在根系中的相对表达量分别平均降低了60.60%、50.62%、38.61%、69.79%,钙通道相关基因NtCNGC1和NtCNGC11在根中的相对表达量分别平均降低了95.36%和87.04%。  【结论】  低钾胁迫明显影响烟株幼苗生长、光合作用及对钾素的吸收和积累。低钾水平下,外施钙通道抑制剂或螯合剂可进一步降低烟草叶片抗氧化酶活性,减弱烟株叶片光合作用,并抑制根中钾吸收相关基因的表达和烟株对钾素的吸收。