水稻耐低磷胁迫研究现状及未来发展方向

缺磷是农业生产中限制水稻产量的一个重要因子。通过对磷在土壤中的存在形式及利用效率、水稻品种耐低磷胁迫特性、耐低磷胁迫水稻品种的筛选和鉴定以及耐低磷性状的分子标记、遗传转化、基因克隆等方面进行了综述,并对今后水稻低磷胁迫的研究方向作出预测,为水稻耐低磷及磷高效水稻品种的选育提供一定的理论依据。     

水稻品种耐低磷胁迫特性研究进展

磷是作物生长发育不可缺少的营养元素之一,然而土壤中可利用磷的含量却很少能满足作物的需要,因而作物磷素营养与磷肥施用长期以来成为国内外广泛研究的课题.在此,简述了世界和我国土壤磷资源供给概况,水稻品种耐低磷胁迫特性研究进展,耐低磷胁迫水稻品种(系)的筛选与鉴定研究进展,低磷胁迫对水稻品种根系的影响研究进展.     

云南稻种核心种质耐低磷性状间的相关性分析

在土壤有效磷含量6.26×10-6和80×10-6条件下,对云南5个稻作区548份云南地方稻核心种质进行水稻耐低磷特性间的相关性分析及耐低磷特性研究.结果表明,相对分蘖、相对总干重、相对地上干重、相对地下干重是评价水稻耐低磷胁迫较好的指标性状.     

水稻低磷胁迫研究进展

缺磷是农业生产中限制水稻产量的一个重要因子。通过对磷在土壤中的存在形式,低磷胁迫对水稻根系、光合作用、磷亲和力的影响,以及水稻耐低磷基因型的筛选和耐低磷基因分子定位的进展进行综述,并对今后水稻低磷胁迫的研究趋势作出预测,以期为水稻耐低磷研究及磷高效水稻品种改良提供新的思路和理论依据。     

不同磷效率水稻品种在不同酸度土壤上生态适应性鉴定

为了解不同磷效率水稻品种在不同酸度土壤上的生态适应性情况,以中性土壤上筛选获得的45份耐低磷水稻品种和5份低磷敏感水稻品种作为供试材料,采用中性土壤为对照,在酸性和碱性土壤上进行了水稻苗期生态适应性鉴定,结果表明,3种土壤相对分蘖数均值表现为中性土>酸性土>碱性土,相对株高均值表现却相反,分别为碱性土>酸性土>中性土,但不同土壤变化不大;部分中性土壤上筛选的耐低磷水稻品种存在对不同酸度土壤的生态适应性差异.可见,不同水稻品种在不同酸度土壤上表现出对低磷的耐受能力不同,存在着耐低磷特性对不同酸度土壤的基因型差异.     

水稻耐低磷胁迫研究进展

土壤中有效磷缺乏是制约水稻生产的主要因素之一.利用磷效率不同的水稻基因型选育磷高效水稻品种,是解决水稻磷营养问题的一种更为经济、环保的途径.简要论述了水稻耐低磷胁迫的机理及磷高效基因型筛选体系,重点综述了近年来水稻磷效率相关性状的QTL定位分析结果,以期为水稻耐低磷研究及磷高效水稻品种的选育提供参考.     

磷营养对粳稻根部性状的影响

黑龙江省三江平原已垦和未垦低磷土壤面积在300万hm2左右,筛选耐低磷水稻品种是提高这类土壤的水稻生产潜力的重要途径。研究选用生产上已广泛应用的5个水稻品种,采用不同磷水平砂培法,分不同时期调查水稻根部性状。结果表明,在不同磷营养水平下品种间根部性状有显著差异。品种根部性状值相对较大的材料为耐低磷种质,对磷不敏感的材料为筛选耐低磷种质的首选种质。根部性状中,总根长、根数对磷的最敏感期为分蘖盛期,根重对磷的最敏感期为抽穗期,因此,调查根部性状的适宜时期为水稻分蘖盛期和抽穗期前后;在低磷水平下,根数、根重是筛选耐低磷品种的两个重要指标。水稻植株磷含量在同一磷水平内,不同品种虽有差异,其与生物产量无关。植株吸磷量随磷水平的提高而增加的途径之一是通过根表面积的增大而致。筛选耐低磷种质的适宜磷水平为3mg/kg。研究为筛选大量品种初步筛选出耐低磷种质提供依据和可行的方法。     

低磷胁迫下水稻不同品种根系有机酸分泌的差异

以4个对低磷反应不同的典型水稻品种(系)为材料,对其在低磷胁迫下根系有机酸分泌这一根系生理特性进行了比较研究。结果表明,低磷胁迫能促使水稻根系分泌更多的有机酸,这在耐低磷品种中表现尤为明显。     

砷胁迫下磷用量对不同磷效率水稻产量、生物量以及P、As含量的影响

【目的】阐明磷肥用量以及水稻磷营养特性对砷污染水稻产量、生物量及其安全性的影响,探讨降低水稻砷污染的农艺措施。【方法】以2个耐低磷（磷高效吸收型品种99011和磷高效利用型品种580）和1个低磷敏感型水稻（99056）为材料,通过土培试验研究不同磷用量对中、高度砷污染土壤上水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和稻米P、As含量的影响。【结果】与无砷处理相比,50 mg•kg-1的砷略微增加水稻的生物量,但降低水稻产量,增施磷肥显著提高生物量和产量;100 mg•kg-1的砷显著降低水稻生物量和产量,增施磷肥显著提高生物量,但产量在磷用量为30 mg•kg-1时最高,磷用量为150 mg•kg-1时最低（为0）。砷污染土壤上,水稻不同部位As含量为秸秆>>颖壳>>糙米,且As含量随磷用量或砷浓度的增加而增加。在砷胁迫或者磷、砷双重胁迫下,同一处理的水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和糙米P含量均为99011＞580＞99056,3个品种之间差异显著,且磷用量越少、砷浓度越高,品种之间差异越大;秸秆、颖壳和糙米As含量为99056＞580＞99011,3个品种之间差异显著,且磷用量和（或）砷浓度越高,品种之间差异越大。在砷浓度≤50 mg•kg-1和磷用量≤30 mg•kg-1时,磷高效吸收型品种99011能够获得较高的产量,且稻米As含量低于国家食品安全标准。【结论】砷胁迫下,水稻产量及其As含量与品种磷营养特性以及施肥量密切相关。在中、轻度砷污染土壤上,可以通过选用磷高效吸收型水稻品种,并根据土壤磷丰缺程度适当减少磷肥用量等措施来保证水稻数量和质量安全。     

低磷胁迫下不同水稻品种根系生理特性的研究

以4个对低磷反应不同的典型水稻品种为材料,对低磷处理10 d后各品种根系有机酸分泌量、酸性磷酸酯酶活性、根系活力等根系生理特性进行了比较研究。结果表明,低磷胁迫能促使水稻耐低磷品种根系分泌更多的有机酸,其有机酸分泌总量较对照平均增加了1.96倍,而敏感品种与对照之间无显著差异;低磷胁迫下各品种根系活力均有显著提高,2个耐低磷品种升幅相对较大,其根系TTC相对氧化强度平均为5.91,而敏感品种仅为1.83;各品种根系释放的酸性磷酸酯酶活性均明显高于对照,且敏感品种升幅相对较大。处理10 d后耐低磷品种根系生物量略高于对照。处理25 d后各品种根系生物量均显著高于对照,且耐低磷品种增幅更大。耐低磷品种植株生物量与对照无明显差异,而敏感品种则有明显降低。     

中国粳稻核心种质耐低磷性的鉴定与筛选

鉴定粳稻耐低磷种质资源对我国粳稻耐低磷育种和耐低磷遗传研究具有重要意义.在田间低磷和正常施磷条件下,以单株相对籽粒产量为指标,对来自中国东北、华北、西北、华中、西南稻区的356份粳稻核心种质进行了耐低磷性鉴定.结果表明:东北稻区的平均相对籽粒产量最高,达0.81;华北稻区的相对籽粒产量最低.筛选出76个耐低磷材料、44个低磷敏感材料和236个中间类型材料;东北稻区耐低磷材料所占比例最高,西北稻区最低.     

耐低磷旱稻种质筛选的初步研究

利用海南典型缺磷砖红壤土为基质进行耐低磷旱稻种质筛选试验。通过对多个相对耐低磷指数进行多重相关性分析,认为相对分蘖数、相对分蘖干重、相对地上部干重和相对总生物量是较好的耐低磷种质苗期初步筛选指标,而相对分蘖数、相对有效穗数、相对成穗率、相对结实率和相对单株籽粒产量是全生育期筛选可靠、有效的指标。结果表明:BXLD和AX128等品种属于耐低磷旱稻种质,QX128和RD-2属于低磷敏感旱稻种质。     

水稻不同基因型全生育期耐低磷能力的鉴定、评价指标

本试验对前人用不同方法筛选出的98份耐低磷种质在同一条件下进行全生育期耐低磷能力研究,结果表明各品种在低磷条件下生长,各性状均表现出不同程度的减弱。具体表现为抽穗期延迟,株高变矮,分蘖减弱,籽粒重减轻,生物重降低。通过水稻主要农艺性状相对值的变异范围、平均值以及它们之间的相关性分析,认为以相对单株籽粒重和相对分蘖数相结合作为水稻全生育期耐低磷能力的鉴定指标即可。同时鉴定出23个典型耐低磷品种。这些材料可以作为进一步进行耐低磷的机理及其分子研究的基础材料。     

不同大豆基因型苗期磷效率特性研究

[目的]探讨不同大豆基因型苗期磷效率特性。[方法]采用高、低磷土壤盆栽试验,对大豆苗期不同器官的吸收效率和利用效率进行了研究。[结果]低磷胁迫下,磷高效大豆基因型根、茎和叶的吸磷量明显高于磷低效基因型,对磷的吸收能力较强;磷低效大豆基因型的主要障碍是各器官的磷的吸收效率（即吸磷量）较低。在低磷处理下,根、茎和叶的干重与其吸磷量呈显著或极显著正相关,与其磷的利用效率均呈负相关。[结论]不同大豆基因型苗期对低磷胁迫的适应性反应可以从植株的磷营养效率得以综合体现。低磷胁迫下,磷吸收效率即吸磷量是不同大豆基因型苗期磷效率的主要变异来源,磷高效大豆基因型苗期植株根、茎和叶对磷的吸收和累积能力较强是形成较多干物质的营养基础。     

不同基因型红花种质耐低磷筛选指标的鉴定及评价

[目的]获得耐低磷红花种质的形态鉴定指标,并选择磷高效红花种质。[方法]利用水培营养形成的低磷素水平和正常磷素水平对17份红花种质进行耐低磷筛选指标的鉴定及其综合评价。[结果]低磷胁迫下,除根冠比外,苗高、叶长、叶宽、主根长、侧根数、根鲜重、地上部鲜重和根体积这8个指标的生长发育迟缓,但不同品种不同指标间受低磷胁迫后的变异幅度不同。不同基因型红花种质耐低磷能力差异显著,耐低磷能力较强的3份红花种质分别是"原阳红花-3""封丘红花-1"和"永城红花";相对根体积、相对根鲜重和相对地上部鲜重可以作为红花耐低磷种质的筛选指标,可利用红花苗期耐低磷能力的回归模型对红花进行耐低磷能力预测。[结论]筛选出耐低磷能力较强的红花种质,将为培育耐低磷红花新品种和克隆相关磷高效基因提供基础材料。     

不同磷效率大豆基因型苗期吸收氮磷钾的差异

选用磷低效大豆基因型D03、D05、D17和D18及磷高效大豆基因型D31、D34、D37和D38,采用土培试验,设高（＋P）、低磷（-P）2个处理,分析了不同磷效率大豆苗期吸收氮磷钾的差异。结果表明,（-P）处理下,不同磷高效率大豆基因型根茎叶吸磷量有所不同,根茎叶的干重与吸磷量呈显著或极显著正相关,与磷利用效率呈负相关,但未达到显著水平,根、茎和叶的吸氮量和吸钾量均呈下降趋势。低磷胁迫下,抑制大豆苗期植株对氮磷钾的吸收,但磷高效大豆基因型对低磷胁迫的适应能力明显高于磷低效基因型。     

低磷胁迫下玉米自交系产量耐性系数和叶片症状率级别的分布

通过玉米磷高效基因型的筛选,结合传统和现代育种手段培育磷高效型玉米品种,是解决目前土壤磷素利用效率低、节约磷矿资源的1条有效途径。我国有关玉米磷效率资源的筛选工作已有很多报道,但是对耐低磷玉米自交系鉴定指标体系的研究较少。以375份东北三省常用玉米自交系为试材,采用对比试验设计,分别在高磷（CK）和低磷土壤上种植,在玉米10叶期进行症状叶调查,计算症状率并在收获时统计产量;根据症状率级别和产量耐性系数2个指标,对参试玉米自交系进行了耐低磷型的筛选。结果表明：不同玉米自交系在低磷处理下表现出不同的抗性和适应性。低磷胁迫下,绝大部分自交系产量有所下降,其中产量耐性系数〉0.8（相对耐低磷）的自交系有17份,占参试材料总数的4.5%;叶片没有出现症状率的自交系有26份,占参试材料总数的6.93%。375份东北常用玉米自交系中存在着一些磷高效型玉米自交系,这为我国玉米育种提供了宝贵资源。     

几种玉米自交系低磷耐受性比较

[目的]为了比较以细胞工程技术获得的耐低磷玉米自交系99043、99038及玉米骨干自交系齐319的低磷耐受性。[方法]采用砂培方法,从低磷耐受性、植株生物量、磷吸收效率、利用效率等方面探讨了耐低磷自交系生理特性的差异,比较了3种玉米自交系的低磷耐受性。[结果]990439、9038的低磷忍耐能力高于齐319,干物质累积量显著高于齐319,磷营养胁迫的敏感性明显小于齐319;磷胁迫下,990439、9038吸收磷素量及磷利用率均显著高于齐319。[结论]该结果初步确定了990439、9038在苗期比齐319具有更好的耐低磷能力,可为培育耐低磷玉米提供新的种质资源。