籽粒苋富钾基因型的生理生化基础研究

通过不同供钾水平的溶液培养试验和缺钾土培试验,研究了籽粒苋富钾基因型的生理生化特性。结果表明,籽粒苋富钾基因型(R104、K12)叶绿素含量和光合速率,以及脯氨酸、游离氨基酸和可溶性糖含量高于一般基因型(M9)。籽粒苋叶片POD、SOD及ATP酶活性因器官、叶位、供钾水平和生育阶段不同而不同,富钾基因型3种酶活性高于一般基因型;叶片SOD酶和ATP酶活性显著高于根部,而POD、SOD酶活性下部叶明显低于上部叶。叶片POD、SOD及ATP酶活性随供钾水平的增加而提高,且随着生长期的延长而降低。     

籽粒苋不同富钾基因型根际钾营养与根系特性研究

在缺钾土培和水培条件下,研究了籽粒苋不同基因型根际和非根际土壤速效钾、缓效钾和全钾含量的变化,以及根际微生物数量、根系主要分泌物、根系质子分泌量和根系CEC的变化。结果表明,籽粒苋根际土壤速效钾和缓效钾含量明显高于非根际土壤,且在根际形成钾的相对富集区,富钾基因型R104和K12根际钾的富集能力明显高于一般基因型;籽粒苋根际土壤的全钾含量却低于非根际土壤,富钾基因型的降低幅度大于一般基因型。富钾基因型根际微生物数量和根系分泌能力显著高于一般基因型,且根际细菌和真菌数量与主要根系分泌物的分泌量变化基本保持一致。富钾基因型R104和K12根系CEC和H 分泌量高于一般基因型M9和Cr047,而相同基因型内各品种间的变化不显著。     

籽粒苋不同富钾基因型根系分泌物中有机酸和氨基酸的变化特点

采用溶液培养试验研究了籽粒苋(Amaranthus.spp.)不同富钾基因型在不同供钾水平条件下3个不同生长时期内根系分泌物中氨基酸和有机酸的种类及含量变化情况。结果表明,1)籽粒苋根系分泌物中氨基酸和有机酸含量随着供钾水平的升高而降低,且富钾基因型始终大于一般基因型。在低钾胁迫时,根系分泌物中有10种氨基酸和5种有机酸出现,而在供钾正常时则缺少谷氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、草酸和柠檬酸等;酪氨酸、-氨基丁酸和丝氨酸的含量约占氨基酸分泌总量的一半以上;苹果酸含量约占有机酸分泌总量的60%以上。2)籽粒苋生长50d时,一般基因型氨基酸和有机酸的分泌总量较生长40d时迅速降低,而富钾基因型降低速度则相对较为平稳。在3个生长期内,酪氨酸、-氨基丁酸和丝氨酸均为两类基因型根系分泌物中的主要氨基酸种类,苹果酸则是主要的有机酸类型,其在氨基酸和有机酸分泌总量中所占相对比例均随生长期的延长而升高。3)籽粒苋根系分泌物处理后的土壤速效钾含量均高于清水对照处理,富钾基因型在低钾胁迫时的根系分泌物对土壤钾的活化作用明显大于一般基因型。     

富钾植物籽粒苋根系分泌物及其矿物释钾作用的研究

应用１４ Ｃ 同位素示踪技术研究了籽粒苋品种根系分泌物的动态、构成以及对含钾矿物钾素释放的作用。结果表明,具有高效富钾特性的籽粒苋品种, Ｃ Ｏ２ 同化能力强,光合产物向根外分泌的比例大。籽粒苋根系分泌物中的有机酸主要是草酸,占有机酸总量的９５ ％ 以上。不同种属的籽粒苋分泌有机酸的能力不同,一般是 Ａ Ｄｕｂｉｓ＞ Ａ Ｒｅｔｒｏｆｌｅｘｕｓ ＞ Ａ Ｃｒｕｅｎｔｕｓ 。同一种内,则钾素利用高效型品种一般型品种。钾亏缺处理显著提高光合产物向根外的分泌量。钾利用高效型籽粒苋品种的草酸分泌量明显增加。根系分泌物对含钾矿物有明显的解钾作用。草酸含量与根系分泌物解钾量显著相关,籽粒苋的草酸分泌能力是籽粒苋高效吸收利用土壤钾及富钾特性的重要机理之一。     

氮、磷肥对杉木幼苗生物量及养分分配的影响

采用盆栽试验,研究了不同氮、 磷肥对杉木（Cunninghamia lanceolata）幼苗生物量及养分分配的影响。结果表明,供磷可促进杉木幼苗植株和各器官生物量的增加,并影响叶、 茎、 根生物量的分配比例,氮、 磷处理幼苗叶生物量占全株生物量的45% 以上, 施氮反而降低杉木叶、 茎、 根的生物量; 施氮显著增加根和叶的氮含量,而显著降低根和叶的磷含量,对茎的氮、 磷含量没有明显影响; 施磷显著降低叶、 茎、 根的氮含量,叶、 茎、 根的磷含量随供磷水平的增加而逐渐增加。氮磷配施显著影响叶、 茎、 根的氮、 磷含量和氮、 磷累积量。叶片是主要的氮、 磷养分存储器官。氮（或磷）水平的增加可降低杉木幼苗的磷（或氮）利用效率,提高氮（或磷）的利用效率; 氮、 磷肥显著影响杉木幼苗叶、 茎、 根的N/P比。研究结果说明,氮、 磷肥增加了杉木幼苗各器官生物量和氮、 磷含量,影响了幼苗的养分分配和营养平衡。     

模拟酸雨和外源铝对茶树铝及一些营养元素吸收积累的影响

采用盆栽方法,研究了模拟酸雨和外源铝对茶树铝及一些营养元素吸收积累的影响,以期为酸沉降区茶园管理提供资料。结果表明,随着外源铝浓度的增加,茶树根、茎和叶中铝含量增加,在适度浓度外源铝处理下,模拟酸雨促进茶树根、茎和叶对铝的吸收与积累,高酸高铝则抑制茶树各器官中铝的积累。外源铝促进茶树根、茎和叶对磷、铜和铁的吸收与积累,促进茶树茎和叶对钾的吸收与积累,对茶树根中钾含量没有明显的影响,外源铝抑制茶树根对钙、镁和锌的吸收与积累,但不影响它们在茶树中的运输,茎和叶中含量增加。模拟酸雨对茶树根和茎中磷含量没有明显影响,pH4.5的模拟酸雨有利于茶叶磷的积累,模拟酸雨对茶树根、茎和叶中钾、钙、镁、铜和锌含量没有明显的影响。无外源铝处理下,模拟酸雨降低茶树根系中铁的含量,对茎和叶中铁含量没有明显影响,外源铝处理下,模拟酸雨明显降低茶树根、茎和叶中铁的含量,并且外源铝处理浓度越高,模拟酸雨对根、茎和叶中铁含量的降低幅度越大。     

富钾烤烟品种成熟期钾素代谢特征研究

【目的】 研究富钾烤烟品种成熟期钾素代谢特征,有助于了解烟草高效吸收钾的机理,为富钾烤烟基因型的筛选提供参考依据。 【方法】 选用富钾烤烟品种ND202和常规品种K326、NC89进行盆栽试验, 分析了不同烤烟品种生长过程中非根际和根际土壤速效钾含量的变化,成熟期根系生理特性差异,成熟期不同部位钾积累量、钾离子通道和转运体基因表达差异。 【结果】 富钾品种ND202成熟期叶片中的钾积累量极显著地高于K326和NC89,茎和根中的钾积累量品种间差异不显著,ND202全株钾积累量最高,达到10.18 g/株,分别比NC89和K326高109.90%和90.28%,差异达极显著水平。成熟期ND202的平均根鲜重和根体积显著高于K326,根系活力显著高于NC89。ND202根际土壤速效钾含量分别在团棵期极显著低于NC89,在旺长期极显著低于K326,在成熟期极显著低于2个品种,非根际土壤速效钾在成熟期极显著高于NC89和K326。成熟期内流型钾离子通道基因NKT1和NtKC1在不同品种不同部位的相对表达量不同,ND202上部叶中的NKT1表达量显著高于K326和NC89,根、上部叶和中部叶中NtKC1的相对表达量极显著高于NC89和K326,ND202的钾离子通道基因NtTPK1在根、中部叶中极显著高于NC89和K326,有利于钾离子的吸收;ND202下部叶中外流型钾离子通道基因NTORK1的相对表达量极显著低于NC89和K326,钾素外排较少有利于钾含量的提高;钾转运体基因NtHAK1和NtKT12在不同品种不同部位的相对表达量不同,ND202在根、上部叶和中部叶中NtHAK1的相对表达量,在根和上部叶中NtKT12的相对表达量均极显著地高于K326和NC89,有利于钾素运转和积累。 【结论】 富钾品种ND202具有成熟期根系较发达,根系吸收能力较强,钾离子通道和转运体基因相对表达量较高,叶片中钾积累量较大的特征。      

木芙蓉营养生长旺期主要矿质元素的吸收与分布特征

木芙蓉是一种观赏和药用价值较高的多年生木本花卉。在大田条件下,研究营养生长旺期木芙蓉主要矿质元素的含量与分布特征,可为其科学施肥提供技术支撑。以营养生长旺期的两个木芙蓉品种(早花品种"牡丹红"和晚花品种"醉芙蓉")为研究对象,称量根、茎、叶等器官的生物量,测定其中氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌元素含量。结果表明:(1)在营养生长旺期,"牡丹红"和"醉芙蓉"整株生物量无差异,但前者茎的比重大于后者,后者根的比重大于前者。(2)磷在木芙蓉不同器官含量无差异,叶片中其他矿质元素含量显著高于茎和根;对于相同器官,早花品种叶片中钙的含量低于晚花品种,其余元素含量无差异。(3)木芙蓉不同器官的养分吸收累积量与含量类似,除磷、钾、镁、铁以外,其余元素在叶中积累量高于根和茎;早花品种整株氮、钙和铁的积累量低于晚花品种。(4)早花品种氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌养分累积量分别为4.34、0.87、4.99、3.12、1.44、0.15 g·株^-1和8.50、5.86 mg·株^-1,晚花品种累积量分别为5.92、1.11、5.71、4.35、1.74、0.22g·株^-1和12.52、7.52 mg·株^-1。因此,木芙蓉生长阶段不仅需要施用氮、磷、钾大量元素,还要注意中微量元素的补充。种植年限相同的晚花品种施肥量稍高于早花品种,但不同养分施用比例的规律类似,营养生长旺期两者氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌养分吸收比例平均为1∶0.20∶1.06∶0.73∶0.31∶0.04∶(2.04×10–3)∶(1.31×10–3)。然而,木芙蓉整个生育期肥料施用数量和时期有待进一步研究。     

大麦不同氮利用效率品种筛选及GS2基因的表达分析

为探明大麦品种的不同氮利用效率差异及质体型谷氨酰胺合成酶基因的表达差异,以48份大麦品种为材料,并利用不同氮水平营养液水培8周,研究其在低氮(0.4 mmol·L~(-1))、中氮(2.0 mmol·L~(-1))及高氮(5.0 mmol·L~(-1))下根、茎、叶的相关性状,筛选氮高效利用和氮低效利用的大麦品种,并利用qRT-PCR对筛选到的大麦氮高效和氮低效品种的GS2基因表达特性进行分析。结果表明,中氮下,除根干重和根含氮量外,其余的大麦苗期根、茎、叶各生物性状在品种间差异极显著,根据不同氮处理下的48份大麦品种苗期性状以及氮利用效率,筛选到1个氮高效品种(Z0099001)和2个氮低效品种(ARr-91和甘啤7号)。3个氮处理水平下,氮高效品种GS2基因的相对表达量高于氮低效品种,并且氮高效品种和氮低效品种根、茎、叶中GS2基因的相对表达量也各不相同,其中,叶中最高,茎中次之,根中最低。低氮条件下,根茎叶中,Z0099001的GS2基因的相对表达量高于甘啤7号,ARr-91最低。中氮条件下,根、茎、叶中均表现为氮高效品种高于氮低效品种,但在根中差异不显著,茎和叶中差异显著。高氮条件下,3个品种在根中GS2基因的相对表达量较低;在茎和叶中,Z0099001的相对表达量显著高于ARr-91和甘啤7号,且Z0099001叶中GS2基因的相对表达量在所有性状中最高。本研究结果为进一步解析大麦氮高效利用率奠定了基础。     

钾素营养对烤烟生长及养分吸收的影响

同钾素浓度处理的砂培试验表明,150mgkg-1的钾素浓度处理其及以下的浓度处理烤烟都出现不同程度的缺素症状。烟叶干物质有随着钾素浓度的增加而增加的趋势。烟叶在不同生育期内对钾素的吸收和累积都是与钾素的供应呈正相关。磷的吸收与钾的供应呈一定的正相关。全氮在烟株体内分布趋势是根>叶>茎,全钾分布趋势是叶>茎>根,磷多集中在根部,叶内含量较少。烟草钾与钙、镁的吸收存在颉颃作用。     

籽粒苋富钾基因型筛选研究

在营养液培养或土壤培养条件下,采用植株含钾量、单株吸钾量和植株吸钾率等作为富钾基因型的筛选指标,对不同籽粒苋(红苋Amranthus crenentus)品种的富钾能力进行了筛选。结果表明,D8-1、R109、R104和K12等品种对钾具有较强的富集能力,在低钾溶液培养30d(不包括25d的育苗期)和缺钾土壤培养60d时,其植株含钾(K)量一般都在3%～4%之间,单株吸钾(K)量分别在50～75mg和100～120mg范围内,植株(鲜根)吸钾速率大于1 70mol (gh),为富钾基因型;而M9和Cr047等品种对钾的富集能力则相对较弱,其植株含钾量一般在2.7%以下,单株吸钾量低于40mg和80mg,植株(鲜根)吸钾速率小于1.35mol (gh),属一般型。在供钾正常(K5mmol L,)时,所有品种的含钾量和吸钾量均大幅上升,但随着培养介质中钾浓度的提高,两基因型的富钾能力差距逐渐缩小,低钾溶液培养时含钾量和吸钾量最高的品种分别是最低时的2 5倍和2 3倍,而供钾正常时含钾量和吸钾量最高的品种仅分别为最低的1.3倍和1.8倍。因此,在缺钾土壤上播后60d或0.5mmol L的低钾溶液培养30d,能较好地反映两种基因型在富钾能力上的差异。同时,两种基因型在缺钾土壤上的根冠比和主根长仅为低钾溶液培养时的一半左右。但无论在那种介质中,富钾型的根冠比和主根长均大于一般型;在供钾     

籽粒苋根际土壤及根系分泌物对矿物态钾的活化作用

通过大田和模拟试验等方法 ,研究了籽粒苋根际土壤及根系分泌物对矿物态钾的活化作用 ,研究结果表明 :(1)籽粒苋根际土壤的速效钾含量较非根际土增加了 1.7倍 ,缓效钾 (K)的含量也提高了 5 5 .9% ;(2 )用籽粒苋根际土壤处理后的花岗岩粉末 ,其速效钾和缓效钾含量均较对照有所增加 ,增幅分别为 2 .8%～ 2 4.7%和 15 .7%～ 44 .7% ;用籽粒苋根际土壤处理后的紫色土 ,其速效钾和缓效钾含量较对照分别增加了 18.5 %和 11.1% ;(3 )通过对y值的综合贡献率计算可知 ,不同籽粒苋模拟根系分泌物对花岗岩粉末中矿物态钾的活化能力大小依次为 :草酸 >蔗糖 >核酸 >乳酸 >柠檬酸。     

钙镁缺乏对不同甘薯品种的生长及矿质元素吸收的影响

为了探索钙、镁元素缺乏对不同甘薯品种的生长及矿质元素吸收的影响,采用砂培的方法,以苏16和苏11为材料,在钙、镁缺乏条件下,对其外观症状、叶绿素含量、光合作用、地上与地下部分生物量及其根部和叶部矿质元素含量进行了研究。结果表明:钙、镁缺乏时苏16和苏11的叶绿素含量、净光合速率、地上和地下生物量均显著下降,苏11的下降幅度比苏16大,缺钙条件下,苏16的显著症状为烂根,并且只有根部和叶部的钙含量显著下降(P0.05),苏11的典型症状为老叶坏死的斑块沿着靠近叶柄的叶边缘不规则向外扩散,逐渐衰老枯落,并且根部钙含量显著降低伴随铁的显著降低(P0.05),可能伴有缺铁并发症,缺镁条件下,苏16和苏11的典型症状相同,叶片均失绿,老叶逐渐枯萎脱落,并且根部和叶部的镁含量显著降低伴随着硫含量的显著降低(P0.05),可能伴有缺硫并发症。     

水分亏缺对不同小麦品种矿质元素吸收分布及水分利用的影响

在限制小麦灌溉面积的大背景下,为进一步稳产促优,本文探讨了华北地区水分亏缺对不同小麦品种矿质元素吸收、分布特性及其与植株水分利用和产量的关系。选用3个生态类型冬小麦品种(抗旱品种‘沧麦6001’、丰水高产品种‘邯麦9’和多抗超高产品种‘济麦22’),设置正常和水分亏缺两个水平的人工气候室箱体栽培试验,主要调查了小麦不同器官矿质元素含量、积累量变化、分配比以及矿质元素变化对水分利用效率和产量的影响。结果表明,矿质元素的含量和分配具有器官特异性,其中小麦叶片Ca、籽粒Cu和Zn、茎秆Na的含量、分配比最高;Fe含量、积累量及Fe分配比因品种、器官、水分差异而不同:正常水分下,‘沧麦6001’以茎秆、‘邯麦9’以叶片的Fe含量、分配比最高;‘济麦22’以茎秆和颖壳Fe含量较高,以叶片和颖壳Fe分配比较高。而水分亏缺下,‘沧麦6001’和‘邯麦9’Fe含量以籽粒最高,‘济麦22’以叶片最高;3品种Fe分配比均以籽粒最高。此外,水分亏缺增加了小麦籽粒Cu、Zn含量及分配比,籽粒Zn、Na和Ca积累量,显著增加‘沧麦6001’的水分利用效率和产量以及‘济麦22’的产量水分利用效率;而降低了‘沧麦6001’籽粒Mn、‘邯麦9’籽粒Cu和Mn、‘济麦22’籽粒Cu和Fe积累量以及‘邯麦9’水分利用效率、干物重、产量。综上,水分亏缺下,‘沧麦6001’更易高产高效,籽粒Fe含量增加,但需补充一定的Mn元素;‘济麦22’的水分利用效率增加,产量未显著下降,需补充一定Fe元素保证品质;‘邯麦9’产量和水分利用效率均显著下降,且籽粒中Cu和Mn积累下降明显。相关分析表明,Cu、Zn、Ca、Mn含量与干物重变化之间存在一定的相互调节作用,但未直接影响产量和水分利用效率,这可能与品种间差异及品种和水分互作影响有关。但矿质元素可能通过影响干物重间接调控水分利用效率的趋势是存在的,尚需进一步研究和验证。     

Effect of aluminum on growth and chemical composition of marigolds

Marigold (Tagetes erecta L. cv. ‘Discovery Yellow’, “Perfection Yellow’, ‘Inca Yellow’, and ‘Merrymum Yellow') were grown in aluminum (Al) solution culture concentrations of 0, 1, or 4 mg/L. Aluminum increased root length and weight, but had no effect on stem and leaf weight. Uptake and stem and leaf tissue nutrient concentration of phosphorus (P), calcium (Ca), and magnesium (Mg) were reduced by the Al treatments. The Al treatments increased stem and leaf concentrations of potassium (K) and decreased the concentrations of manganese (Mn), iron (Fe), copper (Cu), and zinc (Zn). No typical Al‐toxicity symptoms were observed in the roots. Root stunting caused by Fe toxicity was alleviated by the Al treatments.     

不同供钾水平下烤烟体内钾的循环、累积和分配

在营养液培养条件下 ,利用Jeschke等人建立的模型 ,定量研究了不同供钾水平下烤烟体内钾的循环、累积和分配。结果表明 ,供钾水平对烤烟干物重影响不显著 ;供钾水平提高能显著提高烤烟叶片以及根和茎的含钾量 ,增加烤烟体内钾素累积。不同供钾水平下的烤烟 ,在打顶后 10天内 ,体内都有大量钾离子沿韧皮部由地上部回流到根中 ,回流到根中的钾量占由根运输到地上部的钾量的比例大约在 50 %以上。供钾水平低时 ,该比例明显降低 ,供钾水平提高 ,钾循环量增加。不同供钾水平下 ,烤烟体内钾分配比例都是叶片最高 ,根和茎较低 ;打顶后 10天内烤烟叶片中钾分配减少 ,根中钾分配增加     

Relationship Between Iron Deficiency Stress and Endogenous Hormones in Iron-Efficient versus Inefficient Apple Genotypes

In solution culture at different iron (Fe) concentrations, both contents of endogenous hormones or the IAA oxidase activities in the roots and the diffusive IAA contents in the stem apex were analyzed for Malus xiaojinensis (an Fe-efficient apple genotype) or M. baccata (an Fe-inefficient apple genotype). The results showed that higher amounts of IAA in M. xiaojinensis were transported from the stem apex into roots under Fe deficiency stress, which resulted in a great enhancement of the root IAA content, being 4–5 times higher at Fe deficiency than at a normal Fe level. Root IAA content of M. baccata did not show any obvious change at both deficiency and normal level of Fe. When the appearance of leaf chlorosis was used as the test point by the time, there was no remarked difference in fluctuation of the root GA₃ or ABA contents between M. xiaojinensis and M. baccata, although the developing trends of the root GA₃ or ABA contents were slightly lagging for M. xiaojinensis. The results obtained in this experiment suggested that IAA might be a signal factor of inducing Fe deficiency response in plant of genus Malus.