低磷胁迫对大豆根系生长特性及分泌 H+和有机酸的影响

以不同基因型大豆nf37和冀黄13为材料,水培法研究大豆根系周围的酸化现象,并通过对大豆根干重、根冠比以及植株中磷含量的测定来探讨不同基因型大豆对枸溶性磷肥的利用效率。结果表明,低磷胁迫下,不同基因型大豆的根系均能主动向外界环境分泌H+;经HPLC分析得出,柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸是主要分泌的有机酸;当向培养介质中添加枸溶性磷肥后,不同基因型大豆均可有效利用这一难溶性磷肥。无论是H+分泌量、有机酸分泌量还是对枸溶性磷肥的利用效率,耐低磷基因型大豆（nf37）都显著高于磷敏感基因型大豆（冀黄13）。表明,低磷胁迫均导致不同基因型大豆根系向介质中分泌H+和有机酸,同时还诱导大豆根系的加速生长,各项指标在耐低磷和磷敏感大豆基因型之间表现出显著差异,这可能是不同基因型大豆对枸溶性磷肥吸收、利用效率不同的原因。     

难溶性无机磷酸盐对大豆苗期根系生长的影响

为了研究不同难溶性磷(钙磷,铝磷和铁磷)与大豆根系生长的关系,以田间筛选试验为基础,采用室内砂培与水培相结合的栽培方法,分别对磷高效基因型(东农44和东大1号)和磷低效基因型(黑河13和黑河24)大豆苗期根系生长进行比较。结果表明:4个基因型大豆利用难溶性磷酸盐的能力存在显著差异。难溶性磷源条件下,各基因型大豆的根干重、根冠比、总根长、根总表面积比对照处理均有显著增加,而根系全磷浓度、磷含量和平均半径均减小。磷高效基因型大豆在各处理下的根长和根表面积均大于磷低效基因型,但磷高效基因型部分性状的适应性未表现出优势。     

低磷胁迫下水稻根系的发生及生长素的响应

 研究了5个磷浓度下（0,10,50,100,300 μmol/L）水稻植株的生物量以及水稻根系发生和伸长,并测定正常供P（300 μmol/L）与低磷(10 μmol/L)条件下水稻不同部位生长素浓度以及生长素外流蛋白OsPIN家族基因的表达情况。结果表明,与正常供P处理相比,随着供P浓度的降低,水稻地上部的干质量降幅显著,进而导致根冠比显著增加;与正常供P处理相比,低P处理的水稻根冠比增幅约为100%。水稻种子根、不定根和侧根的长度随供P浓度降低而显著增加,而不定根数及侧根密度随着供P浓度的降低而降低。与正常供P处理相比,低P处理的水稻倒1叶、根茎结合处和根系的生长素浓度显著上升,增幅分别为85%、161%和86%,差异达显著水平。RT PCR结果表明,与正常供P相比,低P处理24 h和96 h的水稻根系OsPIN5a表达上调。低P胁迫下水稻生长素合成和从地上部到根系极性运输的增强是水稻根系发生对低P胁迫响应的重要生理机制之一。     

不同基因型大豆对难溶性磷胁迫的生理响应

阐明大豆适应难溶性磷胁迫的生理反应,对筛选和培育磷高效基因型大豆工作具有重要意义。采用砂培和水培试验研究了大豆利用难溶性磷源的基因型差异及其生理指标的变化。结果表明:难溶性磷处理下大豆植株磷浓度和含磷量都显著低于高磷处理(P<0.05),不同基因型大豆的磷浓度和含磷量表现出较大的差异。难溶性磷诱导下,大豆叶片酸性磷酸酶增加;在处理后期,叶片丙二醛(MDA)含量远高于高磷对照;Ca-P和Fe-P处理下,植株磷浓度与叶片酸性磷酸酶呈极显著负相关。     

磷水平对不同磷效率水稻生长及磷、锌养分吸收的影响

 选择4个耐低磷水稻基因型508、99011、580、99112和2个磷敏感基因型99056、99012，用土培盆栽进行全生育期试验，研究不同磷水平对它们生长及吸收利用磷和锌的影响。结果表明，不同耐低磷水稻基因型不仅吸收利用磷的能力不同，对锌的吸收利用也存在差异。耐低磷基因型580、99011和508都具有较大的生物量，且受磷水平影响较小；而耐低磷基因型99112和磷敏感基因型99056、99012生物量都较小且受磷水平影响较大。耐低磷基因型580和99011吸收的磷较多；而508的利用效率更占优势。99056吸收的磷较少，尤其在低磷处理时吸收磷的能力较差；99012对磷的利用效率最低。30 mg/kg的磷处理显著提高植株体锌含量。从吸收锌的总量来看，580占绝对优势，其次是99011和508；99012吸收的锌最少，其次是99056。此外，在取样的3个时期，相同磷处理的P/Zn比均以99012最大，99056最小。     

甘蓝型油菜不同磷效率基因型对土壤难溶性磷吸收利用的差异

本文采用根箱试验，初步研究了磷正常和低磷胁迫下甘蓝型油菜磷高效基因型97081和低效基因型97009在植株生长、磷的累积、以及对根际土和非根际土不同形态磷吸收和利用方面的差异。结果表明，磷高效基因型在缺磷胁迫下能够产生较多的生物量；具有较强的吸收和积累磷的能力；土壤中不同形态磷的分级试验表明，低磷胁迫下磷高效基因型97081根际土的速效磷、Al-P和Ca-P浓度均低于磷低效基因型97009，暗示磷高效基因型具有较强的活化吸收土壤中Al-P和Ca-P的能力。     

铝、镉对柱花草养分吸收的影响

以3个柱花草为供试材料,研究铝（Al）与镉（Cd）对柱花草生长及其对矿质营养元素吸收的影响,结果表明：在pH4.5条件下柱花草能正常生长,Cd处理对柱花草相对根长影响与Al处理无差异;西卡柱花草根及地上部Al和Cd的含量均显著低于热研2号和热研13号柱花草,热研2号和热研13号柱花草根系对Al和Cd的吸收无差异,但地上部Al和Cd的含量存在差异。铝镉处理不利于西卡柱花草根系对K、P、Mg、Mn的吸收;Cd降低热研2号及热研13号根系对K吸收,但有利于Fe的吸收;pH4.5处理或Al处理降低西卡柱花草和热研13号柱花草对Ca的吸收,说明酸化条件下或Al不利于柱花草根系从营养液中吸收Ca离子。Cd影响柱花草根系对Mg的吸收,但促进柱花草对Cu的吸收。     

亚铁胁迫对水稻生长及矿质元素积累的影响

亚铁胁迫导致植株生长发育受抑制,影响了水稻产量和稻米品质。因此,明确亚铁胁迫的分子与生理机制,对水稻耐受型亚铁品种的选育至关重要。本文选用对亚铁毒害有显著差异的10个籼型水稻品种为材料,通过亚铁毒害胁迫水培处理,研究亚铁毒害对不同基因型水稻生长与Zn、Mn、P、K、Mg、Ca等矿质元素积累的影响。结果表明,高浓度Fe~(2+)处理后,水稻株高、根长和植株(地上部和根系)干物质量均受到显著抑制,同时水稻植株叶片中叶绿素含量降低,SOD、CAT活性和MDA含量明显高于根系,根膜、根系和地上部中Fe元素含量明显增高,而根系和地上部中其他矿质元素含量则显著低于正常供铁植株。可见,过量的Fe~(2+)会对水稻产生毒害,导致植株中Zn、Mn、P、K、Mg、Ca等营养元素严重缺乏,影响植株的正常生长发育,进而影响稻米产量和品质。因此,铁毒害造成水稻植株缺乏其他营养进而影响其生长发育,是铁毒害作用的重要生理机制。     

不同供氮形态下水稻苗期磷吸收累积与根系形态的关系

【目的】植物根系形态对于适应低磷胁迫具有一定的可塑性,对提高磷的吸收利用具有重要意义。因此,本研究以长江中下游地区主推的102个水稻品种为供试材料,研究根系形态与水稻幼苗磷吸收利用的相关性。【方法】采用国际水稻所营养液培养方法,研究在NH_4^+-N和NO_3^--N供应条件下苗期植株生物量、磷含量和磷素累积量及其与根系形态指标的相关性。【结果】研究结果表明,在相同供氮水平(40 mg/L)下,供应NH_4^+-N时,水稻苗期平均生物量为67.87 mg/株,比供应NO_3^--N时高4.27 mg/株;水稻苗期平均磷含量为0.49%,比供应NO_3^--N时高0.10%;水稻苗期平均磷累积量为0.37 mg/株,比供应NO_3^--N时高0.10 mg/株。在NH_4^+-N条件下,水稻根系形态指标变异系数呈现根尖数>总根长>分支数>总根面积>交叉数>总根体积>平均根系直径的规律;在NO_3^--N条件下,水稻根系形态指标变异系数呈现根尖数>分枝数>总根长>总根面积>交叉数>总根体积>平均根系直径的趋势。在NH_4^+-N条件下,总根长、总根面积、分枝数、交叉数四个形态指标与植株生物量、磷含量、磷累积相关最为显著(P<0.01),而在NO_3^--N培养下,总根长、总根面积、根尖数、交叉数与植株生物量及磷素吸收累积指标相关性最为显著(P<0.01)。【结论】供应氨态氮,水稻营养指标与根系形态指标的相关性更高。水稻苗期根系总根长、总根面积、交叉数可作为水稻磷高效评价的重要指标。     

磷对水稻高Fe2+胁迫的缓解作用

采用溶液培养法研究了高Fe2+胁迫下不同磷水平对粳稻Azucena（耐铁毒基因型）和籼稻IR64（铁毒敏感基因型）的生长和生理特性的影响。结果表明,与正常供Fe2+相比,高Fe2+胁迫抑制了水稻地上部和根系的生长,降低了干物质积累量和叶片叶绿素含量。外源供磷水平的提高,水稻地上部和根系生长受铁毒抑制程度有所减弱,叶片丙二醛含量和质膜透性下降,POD活性和叶绿素含量增加,而SOD活性则有所下降。表明在一定程度上,磷营养对提高水稻的耐Fe2+毒害具有重要作用,而磷对缓解Azucena的Fe2+毒害的效果较为明显。     

大豆利用难溶磷源基因型差异

来源于不同pH土壤上的各种大豆基因型利用难溶性磷源有明显差异.采用分别代表着南方、西北和东北本地品种三种基因型大豆,研究它们生物量、磷素积累、分泌的有机酸、根际pH和磷素利用效率(PUE)的差异.三种基因型大豆都比较偏爱Al-P,然而,绥农10号和泥巴豆在利用Al-P时,生物量比Na-P分别少8.5%和9.4%,比Ca-P和Fe-P分别多5.3%和11.8%,6.4%和42.2%.新大豆1号利用Al-P时生物量比Na-P、Fe-P和Ca-P分别多1.4%、20.8%和40.8%.地上部、根系和根瘤含磷量变化范围分别在1.37～2.47 mg/g、1.39～3.04 mg/g和3.20～4.73 mg/g.绥农10号、新大豆1号和泥巴豆最大总磷含量分别出现在Al-P、Fe-P和Fe-P条件下.泥巴豆根系分泌的有机酸表现出下面的顺序:草酸＞乳酸＞苹果酸;新大豆1号表现为:乳酸＞苹果酸＞丙二酸＞草酸＞柠檬酸;泥巴豆表现为:苹果酸＞草酸＞乳酸＞柠檬酸＞丙二酸.无论供给哪种形态磷源,根际pH变化范围为5.48～6.52.新大豆1号磷素利用效率比绥农10号和泥巴豆高,绥农10号、新大豆1号和泥巴豆最大磷素利用效率分别出现在Al-P、Al-P和Na-P源条件下.这些结果表明,不同基因型大豆生长和磷吸收对各种难溶磷源的反应不同,各基因型磷素利用差异与根系分泌物和根际pH有关.     

乙烯对低磷胁迫下大豆根形态和生理特性的影响

利用沙培方法研究了乙烯对磷胁迫下大豆幼苗的生理影响。结果表明:磷胁迫下大豆主根长度降低50%,侧根长度增加46%,侧根数目增加64%。缺磷时大豆根系磷含量降低,根系活力和根系组织酸性磷酸酶活性分别是全磷培养植株的1.2和1.3倍;与供磷植株相比,缺磷时大豆干物质累积量显著降低,缺磷主要抑制了地上部分干物质累积,而根系干物质累积几乎不变,根冠比增大。磷胁迫使大豆乙烯含量增加,但乙烯释放量被乙烯拮抗剂Co2+抑制。外源乙烯利抑制全磷大豆主根伸长,促进缺磷大豆侧根生长;乙烯拮抗剂Co2+逆转了低磷和乙烯对主根的抑制,减少侧根数目。乙烯利能够增加大豆幼苗根系活力和根系组织酸性磷酸酶活性,降低大豆生物量,增加根冠比,且磷胁迫时效果更为明显。     

磷铝互作对茶树根系生长及有机酸分泌的影响

为探究磷铝互作对茶树生长的影响,设置了3个铝浓度以及5个磷浓度进行磷铝交互处理,分析茶树根系生长、有机酸分泌以及磷铝元素吸收的变化。结果表明,低磷（0.01 mmol∙L^-1）或高铝（1 mmol∙L^-1）均能显著促进茶树新根生长,且低磷高铝共同处理下茶树新根根尖数、根长、平均直径及干物质增加量均达到最大值;高铝能够使高磷（0.5 mmol∙L^-1）条件下受阻的新根恢复生长;除高磷处理外,提高环境中的磷铝浓度能够显著促进另一元素在茶树根部的积累。一定范围内磷能够显著促进铝在嫩叶中的积累;但磷充足时（>0.05 mmol∙L^-1）铝却会抑制磷在嫩叶中的积累。在磷充足时,提高铝浓度均能促进草酸、苹果酸、柠檬酸的分泌;提高磷浓度能促进柠檬酸的分泌,低磷能促进草酸和苹果酸的分泌,且低磷高铝协同促进苹果酸的分泌。双因素方差分析结果表明,磷、铝浓度及其交互作用对茶树新根的根长、根尖数、磷铝吸收及有机酸分泌均有极显著影响（P<0.01）,可见磷铝互作能够显著影响茶树根系生长及有机酸分泌。     

低分子量有机酸对大豆根系形态和磷素吸收积累的影响

采用砂培试验研究了几种低分子量有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸和三种酸的混合)对根系形态和磷素吸收积累的影响.结果表明:不同有机酸处理均显著降低了大豆根系生物量和根冠比,同时使根长、根表面积和根体积均显著降低,而且随着有机酸浓度的增加抑制作用加强,几种有机酸混合后,抑制作用也相对增强,表明不同有机酸处理均抑制了大豆根系的生长,同时使大豆根系的竞争能力降低.几种有机酸处理均降低了大豆对磷素的吸收积累,从而降低了大豆对磷素的吸收效率,但磷利用效率增加.     

不同咖啡园土壤磷素形态特征及其有效性研究

对不同咖啡园土壤磷素形态进行分析研究，结果表明：土壤磷素以无机磷为主，无机磷中以O-P居多，约占无机磷总量的54.63％；有机磷中以中活性有机磷居多，约占有机磷总量的70.14％；随种植年限增加，土壤全磷含量差异显著，但变化趋势不明显，有效磷、Al-P和Fe-P含量呈显著上升趋势，有机磷总量、中活性有机磷、中稳性有机磷、高稳性有机磷呈显著下降趋势；Ca-P、Fe-P、Al-P与有效磷呈显著或极显著正相关，磷素大量积累时主要以增加无机磷组分中有效性较高的Ca-P、Al-P和Fe-P为主。     

Effect of Phosphorus Deficiency on Leaf Photosynthesis and Carbohydrates Partitioning in Two Rice Genotypes with Contrasting Low Phosphorus Susceptibility

Phosphorus (P) deficiency is one of the major limiting factors to the crop production in most of the soils throughout the world [1]. The traditional way to alleviate P deficiency is the application of P fertilizer. However, the scarcity of P mineral resou…     

Genotypic variation in grain phosphorus concentration,and opportunities to improve P-use efficiency in rice

Continual removal of phosphorus (P) from fields in rice grains at harvest results in lower soil fertility in low-input farming systems and drives the need for fertiliser inputs in high-input farming systems. High-P content in rice grains (the majority as phytate) contributes little to human nutrition and agronomic practices such as growing seedlings in high-P media or seed P coating at sowing (in direct-sown crops) may overcome the reported need for high-P seed for seedling establishment. Thus, reducing the amount of P in rice grains at maturity through breeding may represent a novel means to reduce ‘mining’ of soil P. We investigated the uptake and partitioning of P in rice plants and examined the scope for breeding rice with lower grain P by assessing genotypic variation for phosphorus harvest index (PHI) and seed P concentrations among a set of 38 rice genotypes in the field. At maturity approximately 75% of total plant P was found in grains and translocation of P from stems and leaves contributed substantially to grain P. However, unlike other cereals such as wheat, rice plants continued dry matter and P accumulation until maturity with approximately 40% of total plant P taken up post anthesis. In the field study, PHI differed significantly among genotypes (from 57 to 87) but was highly correlated to HI (P ≤ 0.001), suggesting that exploiting genotypic variation for this trait may be counterproductive. Grain P concentrations varied from 1.96 to 3.18 mg P g⁻¹, and were neither associated with reductions in grain yield or seed size, nor significantly correlated to HI. Grain P concentration therefore appears to be a suitable screening criterion and the 50% variation observed among genotypes suggests that scope exists for breeding rice with lower grain P concentration to reduce the off-take of P from rice fields at harvest.     

温度对水稻抗褐飞虱特性的影响

 为研究温度对水稻抗褐飞虱特性的影响,于2007年和2008年应用苗期集团筛选法（SSST）在杭州地区的自然条件下测定了抗性水稻品种IR26和IR36对田间褐飞虱的抗性,同时比较了不同温度（22℃、25℃、28℃、31℃和34℃）下IR26和IR36对褐飞虱的抗性、可溶性糖和草酸含量的变化。自然条件下,IR26已完全失去对杭州种群褐飞虱的抗性,而IR36仍具中等抗性。在25℃到34℃的范围内随着温度升高,IR26对褐飞虱抗性减弱,但22℃条件下抗性比25℃更弱。IR36在温度升高的条件下对褐飞虱的抗性总体呈降低趋势,在31℃和34℃下也已完全失去对褐飞虱的抗性。在22~25℃条件下,IR26和IR36的持抗期均在25℃下最长,分别为9 d和11 d。3个品种稻株中的可溶性糖含量均随温度升高而增加,而草酸含量则随温度升高先增加后下降,在25℃时为最大值。不同温度下及不同水稻品种之间稻株内可溶性糖和草酸的含量均有显著差异。