不同铝耐性小麦内源磷再利用差异分析

植物体内磷的分配和再利用是植物对磷元素利用的具体表现,磷和铝是酸性土壤上限制作物生长的两大主要因子,因此,对不同铝耐性品种在磷再利用机制方面的研究具有重要意义.以小麦耐铝品种Atlas 66和铝敏感品种Scout 66为研究材料,研究有无磷供应下品种间磷含量与细胞壁及其组分磷含量以及果胶甲酯酶(PME)活性的差异.结果表明,与Scout 66相比,Atlas 66在缺磷条件下鲜质量和干质量相对较低,全磷和可溶性磷含量也相对较低,但品种间差异不显著.另一方面,在缺磷条件下,小麦耐铝品种Atlas 66磷相关基因表达量大多显著大于铝敏感品种Scout 66,说明在缺磷条件下,Atlas 66对磷的需求明显要高于Scout 66,以此来满足自身的生长发育需求.缺磷条件下,Atlas 66的根部细胞壁磷含量以及地上部果胶磷含量大多显著高于Scout 66,无论有无磷供应下Atlas 66与Scout 66的PME活性并没有显著差异,说明相比于Scout 66,Atlas 66在缺磷时细胞壁释放的可供植物再利用的磷显著减少,因而,Atlas 66对磷的需求提高,进一步验证了表达量的结果.综上所述,耐铝型小麦品种Atlas 66在整体磷含量上略低于铝敏感型品种Scout 66,更多的磷固定在Atlas 66细胞壁中不能释放,这可能也是其耐铝机制之一.     

长江三角洲地区竹林经营中的氮磷流失负荷概算

通过分析长江三角洲地区竹林集约经营面积、竹林施肥情况及氮(N)、磷(P)流失率,对该区竹林经营中因施肥产生的N、P流失量进行了概算.结果表明,长江三角洲地区竹林中每年N、P流失量分别为3795～6067t、828～1104t.其中,浙江省竹林地的N、P流失量分别为3573～5713 t、779～1039 t,均占总流失量的94%.从单位面积上的流失量来看,浙江省竹林地N流失负荷(9.8～15.6kg/hm2)显著低于该省农田N流失负荷(57.4 kg,hm2),而P流失负荷(2.1～2.8 kg/hm2)稍高于农田(1.7 kg/hm2) .在部分高度集约经营地区,竹林地每年的N、P流失更高.这些竹林地主要位于水源上游或河湖两岸,流失的N、P进入水体后,将对水体造成污染,降低水质,加速下游水体的富营养化.     

桑色素络合测定酸性土壤溶液中无机单核铝的方法比较

选择桑色素(Morin)作络合试剂,运用高效液相色谱(HPLC)和荧光分光光度计测定了酸性土壤溶液中的无机单核铝。由分析试剂与铝的比例、络合试剂的溶解介质及缓冲液的pH等的不同形成三种不同的方法。通过比较三种方法的线性范围、准确度和精密度及方法间的相关性,结果表明,采用乙醇溶解的桑色素(1.0×10-4mol L-1)在pH4.0的1.0 mol L-1乙酸铵-乙酸缓冲体系中反应后,荧光分光光度计(Ex=403.3 nm,Em=490 nm)测定酸性土壤溶液中无机单核铝更适宜。     

浙江省标准农田地力与评价

通过对浙江省66.7万hm2标准农田耕层土壤抽样调查研究,按照标准农田建设现状,选择14个评价指标,运用专家经验法,确定指标权重,以综合地力指数将浙江省标准农田评定为5个等级.浙江省标准农田土壤表层砾石含量少,耕作层砂、黏适中,耕性尚可;与全国第二次土壤普查的结果相比,表现出土壤紧实的趋势,土壤有机质略有下降,酸性变强,有效P、速效K增加,但含量分异加大.通过调查与评价,标准农田以二等和三等田为主,占调查样本的85%左右.该结果将为今后的标准农田建设和培肥地力提供科学依据.     

胡枝子高质量RNA的提取及ALMT基因片段的克隆和表达分析

针对木本植物胡枝子组织中多糖、多酚等次生物质含量高的特点,采用改良的CTAB法,成功地从胡枝子组织中提取了总RNA。所提取的胡枝子总RNA OD260/OD280值介于1.9~2.1之间,产率介于100~250μg/g之间。采用该方法提取的胡枝子总RNA,经过RT-PCR成功地克隆到了胡枝子ALMT基因片段,克隆得到的胡枝子ALMT基因片段序列与已知ALMT基因序列之间具有较高同源性,经半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR表达分析,证明该基因在根中表达且受铝诱导。试验结果表明利用改良的CTAB法提取的胡枝子总RNA样品质量较高,能够用于基因的半定量和定量表达分析。     

施用磷、钙对红壤上胡枝子生长和矿质元素含量的影响

采用红壤土培试验,研究了施用P、Ca对耐Al性不同的两个胡枝子品种的生长和矿质元素含量的影响.结果表明,单独 +P处理显著增加了耐Al 品种根和地上部生物量,而对Al敏感品种无影响;单独 +Ca处理显著促进了Al敏感品种根部的生长,而对耐Al品种的生长无影响;+P+Ca处理显著增加了两个品种根和地上部生物量.耐性品种地上部Al含量显著低于敏感品种,而根部Al含量无显著差异.两个品种体内P含量在 +P处理时耐性品种显著高于敏感品种,其他处理品种间无显著差异.整体上,胡枝子体内Ca、K、Mn和Mg含量耐性品种大于敏感品种,Fe含量反之.结果表明,低P胁迫是酸性土壤上耐Al胡枝子品种生长的主要限制因子,增施P肥效果明显,而对于Al敏感品种,Al毒是其生长的首要限制因子,只有施用石灰后对其加P,生物量才能提高.耐性品种根部有阻碍Al 向地上部运输的机制,而这种机制与体内P含量较高有着直接或间接的关系.另外,推测耐Al胡枝子品种对其他养分的吸收利用能力也较强.     

油茶根系吸收铝导致生长介质酸化

选用油茶为试验材料,采用固体琼脂培养和溶液培养两种试验体系,研究了油茶根系吸收铝离子与生长介质pH变化的关系。琼脂培养试验结果表明,在钙离子和铝离子介质中,油茶根际区域均发生了明显的酸化;溶液培养试验结果进一步表明,阳离子的吸收尤其是铝离子的吸收是介质酸化的原因,铝与钙同时存在时,溶液酸化主要是由铝离子的吸收引起的。另外,随着溶液铝浓度的增加,溶液pH下降幅度增加,二者之间呈现极显著正相关关系,且油茶培养时间越长,溶液pH下降越多。所有这些结果表明油茶吸收铝会降低生长介质pH。     

水稻品种间铝耐性差异的探究

铝毒是酸性土壤中限制植物生长的主要因子之一,探讨植物耐铝特性与机理对提高酸性土壤植物生产力具有重要意义。通过一系列生理和分子生物学试验,主要探究了Nipponbare和Kasalath两个水稻品种的铝耐性差异。结果发现,与Kasalath相比,Nipponbare在铝胁迫下不仅拥有较长的根伸长,且根尖铝含量较少,表明Nipponbare是水稻铝耐性品种,而Kasalath为铝敏感品种。进一步研究发现,水稻根尖控制铝吸收的NRAT1基因在Kasalath中表达量更高,表明,NRAT1基因的高表达量可能是导致铝敏感品种Kasalath根尖铝含量较高的主要原因。此外,铝胁迫下,Nipponbare根系柠檬酸的分泌量显著高于Kasalath。而且,水稻中控制柠檬酸分泌的OsFRDL4基因在铝耐性品种Nipponbare中的表达量显著高于Kasalath,由此证明,柠檬酸在这两个品种水稻耐铝途径中可能起着重要的作用,并且,该品种水稻可以通过调控OsFRDL4基因的表达量来控制柠檬酸的分泌量。本研究中还分析了其他4个与铝胁迫相关的基因,但并未发现明显的相关性,值得进一步的探究。     

细胞壁组分在红酵母RS1高耐铝中的作用研究

红酵母RS1是从酸性油茶土壤中分离到的一株高耐铝微生物,能够忍耐高达200 mmol/L以上的铝,前期研究表明RS1高耐铝能力与细胞壁有关,但是其具体机制还不清楚。因此,本文进一步研究了细胞壁组分在RS1高耐铝中的作用,以期为RS1高耐铝的具体机制提供新信息。结果表明,高于70 mmol/L的铝对RS1生长产生抑制作用,0~70 mmol/L铝处理后细胞壁主要组分甘露糖和葡聚糖含量都没有显著改变,而细胞壁磷含量在70 mmol/L铝处理后显著升高。在高铝处理时,糖蛋白抑制剂抗生素衣霉素(tunicamycin)极大加重RS1的铝毒害。由此说明,细胞壁多糖组分含量并不对RS1高耐铝起到主要作用,细胞壁结构修饰如细胞壁磷含量响应和细胞壁N连接的糖蛋白修饰在RS1高耐铝中可能起到一定作用。     

不同水平硝态氮对蚕豆根系质子释放量的影响

为了解豆科植物在加速土壤酸化中的作用及其机制,通过水培试验和恒pH自动电位滴定法研究了4个硝态氮供应水平对蚕豆根系质子释放量和介质pH的影响,分析了蚕豆根系释放质子的机制。结果表明,当不供应外源硝态氮时,蚕豆根系释放的质子数量最多,以干根计算培养10次的累积释放量可达37.5mmol·g-1;此条件下质子释放导致培养液pH下降幅度最大,可达1.93。随着外源硝态氮供应量的增加,蚕豆根系释放的质子数量和介质pH的下降幅度均减小。当培养液NO3-浓度为1.0mmol·L-1时,培养试验前期根系有少量质子释放,培养试验后期有少量OH-释放。研究表明,蚕豆生长介质中的质子主要来源于蚕豆根系质子的直接释放,有机酸对介质质子的贡献可以忽略。蚕豆根系对阴、阳离子的不平衡吸收是根系释放质子的主要原因,添加硝态氮可以减少蚕豆根系质子释放量。