不同基因型小麦对低氮胁迫的生物学响应

采用溶液培养的方法,研究了不同基因型春小麦(加春1、2、4号)根系对低氮胁迫的生物学响应、小麦苗期氮素吸收、分配的基因型差异以及与根系形态之间的相关关系,结果表明,⑴低氮胁迫下小麦的根重、根长、根条数、根系总吸收面积与活跃吸收面积、根系SOD及POD活性、根系活力均明显降低,但不同基因型间的差异明显。低氮胁迫下加春2号小麦根系具有较好的形态学与生理学性状,并向地上部分配了较大比例的氮素,地上部氮累积量占总氮量的百分率比其它两种基因型分别高7.6%和8.2%,氮的利用率也比其它两种基因型高8.0%和9.9%。加春2号比其它两个基因型更能适应低氮环境胁迫。⑵在低氮胁迫下,春小麦根重、根总长度、根系活力、根系总吸收面积及活性吸收面积与总吸氮量呈显著线性相关,而在高氮水平下无相关关系,表明在氮素胁迫条件下,根系形态对氮吸收率起重要作用。     

低钾胁迫对不同钾效率苎麻基因型根系发育 及纤维产量品质的影响

以2个钾营养高效基因型苎麻和2个低效基因型为试验材料，研究了低钾胁迫对不同基因型苎麻根系生长、纤维产量和品质的影响。结果表明，低钾胁迫下，苎麻生物量减少，植株显著矮化，根系生长受抑，根系吸收面积和阳离子交换量减小。但高效基因型苎麻低钾胁迫下仍具有较强的生长势（相对根系干重、相对细根干重、相对根系总吸收面积、相对根系活跃吸收面积较大），其纤维产量所受影响程度小于低效基因型（相对产量较高），有效降低了低钾胁迫对纤维品质所引致的负面影响。     

不同小麦基因型孕穗期根系性状与吸氮量的关系

通过水培培养,研究了生产上主栽的不同小麦基因型在充分供氮条件下孕穗期的根系、根系生理活性及根系与地上部干重以及吸氮量之间的关系。结果表明,地上部干重、根干重、根体积、根冠比、根活性及植株吸氮量不同基因型间有显著差异,根总吸收面积、根活跃吸收面积不同基因型间无明显差异;植株吸氮量与地上部干重显著相关,其相关系数达0.634,经进一步相关性分析表明,植株吸氮量的差异和地上部干重的差异主要是由于植株根干重和根体积不同造成的。研究表明,选择根干重和根体积大的小麦品种有利于提高小麦的氮利用效率。     

低氮胁迫对不同小麦品种苗期性状的影响

研究了低氮0.1mMNO3胁迫对6个不同基因型小麦品种苗期性状的影响.研究结果表明,低氮胁迫处理对小麦根系性状的影响大于地上部性状,不同苗期性状受低氮胁迫影响的程度分别为:根系鲜重＞根系干重＞最长根长＞地上部鲜重＞苗长＞地上部干重.6个供试小麦品种中,中国春对低氮胁迫最为敏感,而埃及红的耐低氮性相对较强.     

甘蓝型油菜氮素高效吸收的植株形态与生理特性研究

为阐明甘蓝型油菜氮素高效吸收的形态和生理机制,利用6个氮素效率差异显著的甘蓝型油菜为供试材料,分析低氮条件下甘蓝型油菜抽薹期地上部和根系形态、叶片和根系生理特性的基因型差异及这些指标与高效氮素吸收的关系。结果表明,3个氮高效基因型在表型性状（株高、叶片数、最大叶长×宽、地上部干重、茎基粗、根长、根表面积、根体积、根平均直径和根干重）、生理（叶片可溶性糖含量、游离氨基酸总量、根系吸收总面积、活跃吸收面积、游离氨基酸总量和根系活力）和光合方面（净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率和氮素光合效率）均高于3个氮低效基因型。甘蓝型油菜抽薹期根平均直径、最大叶长×宽、蒸腾速率和根系硝酸还原酶共同决定了氮素吸收效率的92.10%。     

棉花不同品种钾吸收效率差异的根系形态学和生理学机理

用6个棉花品种作为试验材料,通过水培试验比较其对钾的吸收能力,研究其根系形态学、生理学特征和K+吸收动力学参数。结果表明,低钾胁迫下,钾高效品种中棉所64的根干物质质量、根体积、根活跃吸收面积、根活跃比表面积最大,根系活力最强;钾高效品种中棉所35的根干物质质量较大、根长而细,根总吸收面积最大,根总比表面积都最大,根系活力也较强,且K+最大吸收速率Imax最大,最小临界浓度Cmin较小,耐低钾能力强。而钾低效品种中棉所50和中植棉2号的根系形态学等指标都较差,根系活力较弱,且Imax也较小。该研究不仅有助于阐明棉花耐低钾胁迫的机理,而且能评价不同品种对低钾的适应能力。     

玉米耐低氮基因型筛选压力的选择

收集了贵州省喀斯特高原生态型玉米自交系、杂交种及农家品种，采用溶液培养的方法，对玉米耐低氮基因型的筛选压力展开了较为系统的研究，初步获得以下研究结果：（1）在极低N胁迫（O．05mmol／L）条件下，不同玉米基因型的缺素症状、地上部干重、根干重、根冠比及植株总吸氮量的基因型差异显著，更易评价和鉴定玉米基因型的耐低氮营养特性。因而，氮素胁迫压力为0．05mmol／L时，较适于对耐低氮基因型材料的筛选。（2）在极低供N条件下，贵毕303基因型具有较高的氮效率，这主要来源于吸收效率的差异，该基因型在低N下总吸氮量最高；而绵单1号、安单136和兴黄单89—2表现出较强的耐低氮特性。     

高锌胁迫下不同大白菜品种生长、Zn吸收及根系分泌物的研究

采用液培试验研究了高锌胁迫下不同品种大白菜生长、Zn吸收及Zn富集品种与一般品种根分泌物特点。结果表明,Zn胁迫显著抑制了6个品种大白菜生长。0.5<根系耐性指数(RTI)<1.0。随锌水平的增加大白菜地上部干重、RTI明显下降。大白菜地上部Zn含量、根系Zn含量均随锌胁迫的增加而增加。植株吸收的Zn主要积累在大白菜根部。供试锌水平下,以丰园高抗1号的地上部、根系Zn含量明显高于其它5个品种,最大值为251.1、273.6 mg/kg (40mg/L Zn), 以丰抗80地上部、根系Zn含量最低。培养介质pH随锌水平增加先升高,然后下降。大白菜2个品种根系分泌物中检测到草酸、酒石酸、苹果酸3种低分子量有机酸,主要氨基酸包括丝氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸（含量大于1.0μg/10 g干土）。锌胁迫降低了大白菜根系分泌的低分子量有机酸、氨基酸总量。Zn富集品种丰园高抗1号根系分泌的低分子量有机酸,加Zn与否都高于一般品种攻关2号。2个品种根分泌物中低分子有机酸和氨基酸含量与种类不同,尤其是低分子有机酸含量与种类不同是大白菜品种之间Zn吸收差异的重要原因     

低磷胁迫对不同基因型小麦品种苗期性状的影响

为研究低磷胁迫对小麦苗期性状的影响,在对照(200 μmol/L KH2PO4)和低磷(5 μmol/L KH2PO4)条件下比较了6个不同基因型小麦品种苗期性状指标。结果表明,小麦根系和地上部对低磷胁迫的反应不同,低磷诱导小麦根系伸长,根系生物量（根鲜重和根干重）增加,供试的6个小麦品种在低磷条件下的根系鲜重和干重与对照相比差异均达到显著或极显著水平。低磷处理对地上部则表现出抑制作用,但对不同品种的影响程度差异较大。总体来看,低磷胁迫处理对小麦根系性状的影响大于地上部性状,不同苗期性状受低磷胁迫影响的程度分别为：根系鲜重>最长根长>根系干重>地上部鲜重>地上部干重>苗长。6个供试小麦品种中,‘中国春’对低磷胁迫最为敏感,而‘京411’的耐低磷性相对较强。     

磷胁迫下不同基因型大豆苗期根系形态及生物量的差异

在磷胁迫[0mmol/L(P),砂培]条件下,对不同基因型大豆苗期在根系形态、生物量等方面的差异进行了研究,结果表明:磷高效基因型在两叶期并未发挥出其基因型潜力的优势;四叶期,磷高效基因型的侧根数、侧根长、根系吸收面积、茎叶干重等性状的受抑制程度均显著低于磷中、低效基因型,而地下干重、根冠比却受到了较中、低效基因型更强的诱导作用。综合评价表明,磷高效基因型的综合值(评价磷效率特性的综合指标)显著高于磷中、低效基因型,显示出了较强的抗磷胁迫能力,但磷高效基因型并非所有性状都表现突出;四叶期可作为大豆耐低磷胁迫的筛选期,根表面积和活跃吸收面积可作为衡量磷效率特性的特异性指标。     

水稻高产氮高效型品种的根系形态生理特征

选用低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型具有代表性的6个粳稻品种,在各自最适氮素水平下,研究了根系形态生理特征的差异。结果表明,较之低产类型品种,高产类型品种在根干重、根体积、根系总吸收表面积、活跃吸收表面积、根系α-NA氧化量及根系伤流强度等方面在各个生育时期均存在着明显的优势,说明生产力的提高伴随着根系形态特征的改善和生理活性的加强。同为高生产力类型品种,因氮利用率的差异根系形态生理特征表现不同。较之高产氮中效类型,高产氮高效型水稻的群体根干重、群体根体积、群体根系伤流强度和根系总吸收表面积均有所降低,而单茎根干重、单茎根体积、单茎根系伤流强度、活跃吸收表面积比及根系α-NA氧化量却有显著或极显著提高。表明适当控制高生产力水稻的群体生长量,促进群体和个体协调发展,着力提高抽穗后单茎根系质量,将是水稻高产和氮高效协调统一的可靠途径。     

长江中下游小麦品种根系改良特征及其与产量的关系

为探明小麦品种更替过程中根系改良特征对氮肥的响应及其与产量形成的关系,从而为高产品种选育及根冠构型建成提供理论依据。本研究以长江中下游不同年代大面积推广的代表性小麦品种南大2419、扬麦1号、扬麦158和扬麦16为材料,采用大田和盆栽试验,研究了3个施氮水平(纯氮0、225和300 kg hm–2)下小麦根系形态与生理特性的差异及其与产量的关系。结果表明,小麦籽粒产量随品种育成年代推进逐步增加,现代品种对施氮的响应较早期品种大。现代小麦品种拔节至开花阶段根系干物质积累量和生长速率显著高于早期品种,而播种至拔节期早期品种的根系生长在无氮条件下具有较强的生长优势。小麦根系总根长、表面积、根体积、0~60 cm土层根重密度、根系活力和SOD活性随品种育成年代逐步提高,而MDA含量显著降低。增施氮肥促进了不同年代品种根系生长,但现代品种增幅较早期品种大,说明品种改良提高了小麦根系对氮肥的响应。籽粒产量与开花期根系总根长、表面积、根系生物量和0~60 cm根重密度呈显著正相关。因此,增加根系与土壤接触面积和高氮适应性、提高根系生理活性、延缓根系衰老是长江中下游小麦品种演变的重要特征也是高产高效栽培调控的重要目标。     

Estimates of heritability for,and relationships between,root and shoot characters of white clover. I. Replicated clonal material

Summary A total of 749 genotypes from a number of white clover (trifolium repens L.) cultivars and populations, many collected from dryland areas, were cloned and grown in field titles. Several morphological characters, including leaf size, number and diameter of large nodal roots (taproots), and proportion of root weight that was classified as taproot were measured. There was large variation between lines and genotypes for all characters measured, and differences between genotypes within lines are also reported. Broad sense heritability estimates were higher (>0.5) for leaflet width, petiole length and stolon diameter, than for all root character heritability estimates which were between 0.2 and 0.4.     

不同供磷水平小麦苗期根系特征与其相对产量的关系

研究了缺磷条件下不同基因型小麦苗期根系形态学及生理学适应特征 ,结果表明 :在缺磷环境中 ,小麦根轴数量和侧根长度明显减小 ,同化物向根部的分配比例增加 ,根轴长度、侧根数量和根系长度等均是显著提高。供试基因型小麦的根轴数量及其长度的差异在每个供磷水平及不同供磷水平之间均是显著的 ,说明这两种性状的差异是由基因型和环境因素共同决定的 ;而侧根特征的差异只在不同供磷水平之间是显著的 ,表明侧根性状主要是受环境因素控制的。对 6种基因型小麦的研究表明 ,高磷水平的小麦种子根的生长角度明显低于低磷处理的小麦 ,根角之间存在着显著的基因型差异。在缺磷条件下 ,6种基因型小麦完整根系分泌的酸性磷酸酶活性、根轴数量、根轴长度、根生长角度和根系长度之间均存在着显著的基因型差异。相关分析表明 ,缺磷条件下的小麦苗期根系形态指标和根系分泌的酸性磷酸酶活性的交互作用与小麦的相对产量之间具有显著的线性关系 ,这种关系说明以上 5种性状均可作为早期有效地筛选磷高效小麦品种的指标     

Screening Wheat (Triticum spp.) Genotypes for Root Length under Contrasting Water Regimes: Potential Sources of Variability for Drought Resistance Breeding

Screening for root traits has been one of the most difficult areas to practise over large number of genotypes. Hydroponic systems enable easy access to roots while high‐molecular weight polyethylene glycol (PEG) is used to induce water stress. A total of 838 genotypes were evaluated for root length in a hydroponic trial under PEG‐induced stress and non‐stress growing conditions. Augmented complete block design with seven blocks and six standard control varieties was used. Root length differences were highly significant (P < 0.01) under both stress and non‐stress growing conditions among genotypes. Osmotic stress has caused an average reduction of 54 % in root length. Among the genotypes, root length ranged from 1.4 to 13.3 cm under stress, and 4.4 to 23.3 cm under non‐stress conditions, respectively. The best control variety for drought resistance was significantly (P < 0.05) outperformed by four new entries namely Colotana 296‐52, Compare, Santa Elena and Tammarin Rock, while the shortest roots were measured on genotypes Aus 16356, Elia, Camm, Portugal 3, and Sentinel. Differences among ploidy levels, domesticated and wild forms were also significant (P < 0.05). Hexaploid wheat showed significantly longer roots in both growing conditions while wild tetraploids showed the shortest roots under stress. There was a change in the ranking of genotypes under the two water regimes, which indicates the difficulty of selecting drought resistant varieties under optimum environments.     

玉米自交系幼苗生物量积累及根系形态对两种氮素水平的反应及聚类分析

为探讨低氮胁迫对玉米自交系幼苗生物量和根系形态的影响,以35份玉米自交系为材料,测定了两个氮素水平处理后14d玉米幼苗的单株干重、地上部干重、根干重、根冠比、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、侧根数和初生根长。结果表明,低氮胁迫下玉米幼苗根干重、根冠比、根总表面积、根体积、侧根数、根平均直径和初生根长显著增加,地上部干重和单株干重显著减小,而总根长没有明显变化。通过主成分分析和聚类分析发现,同一氮素水平下,玉米幼苗各性状的综合表现存在基因型差异,且在正常氮素和低氮条件下均可以分为6组。低氮处理后,选取的9个自交系地上部氮素积累量均显著降低,PH4CV、B73和XY4的根系氮素积累量显著增加,其余6个自交系显著降低。此外,只有XY4的氮素吸收和利用效率均较高。综合分析表明,XY4是低氮高效型玉米自交系。