土壤–根系–微生物系统中影响氮磷利用的一些关键协同机制的研究进展

根际是养分进入作物系统的门户,也是土壤-根系-微生物相互作用的微域。根际界面过程决定了氮磷养分的供应强度和有效性,最终影响了氮磷养分的利用效率和作物生产力。近年来,国内外在揭示农田土壤-根系-微生物系统中不同界面的养分转化、吸收和运输机制方面取得了一些新进展。在不同时空尺度上分析了影响土壤氮磷转化微生物组成的影响因子;研究了丛枝菌根系统形成的信号机制及其对氮磷吸收的基因调控机制;从信号网络、根系质子分泌和根构型的角度系统揭示了作物根系应对根际环境氮磷养分供应的形态和生理响应机制。未来针对根际氮磷高效利用问题,需要深入研究土壤-根系-微生物不同界面的协同机制和调控原理,在根际微域和土壤团聚体尺度开展微生物食物网及其关键功能微生物分布格局和演替规律的研究;揭示根构型对根系–微生物协同结构和功能的影响,研究养分缺乏条件下根内质子分泌和关键转运蛋白对根系生长和养分吸收的调控机制;针对粮食作物,研究根系-微生物对话中已知信号物质(如独脚金内酯和N-酰基高丝氨酸内酯)和新的信号物质(小RNA)的网络作用机制及其对多养分协同代谢的影响;最后,针对不同气候、土壤、作物类型区,提出提高氮磷利用效率的根际生物调控途径和措施。     

水分胁迫对向水性突变体rhe2根生长与响应的影响北大核心CSCD

利用非损伤测定技术对拟南芥强向水性突变体rhe2(根毛乙烯突变体)的根系进行离子组学的初步探究。发现在水分胁迫下,与野生型拟南芥WT相比,该突变体能够保持相对稳定的根部质子(H^+)流向与流速;在植物向水性反应的过程中,过氧化氢(H_2O^2)和生长素(IAA)可能在根生长的维持及其相关信号转导过程中扮演重要的角色。     

不同基因型水稻抽穗后衰老进程的比较研究

本实验对汕优63、J85、老来青等三种不同基因型水稻品种衰老过程中的生理生化指标进行了分析。结果表明,随着叶片衰老进程,剑叶中的叶绿素含量逐渐下降,丙二醛含量逐渐上升,而根系活力在抽穗后一直呈下降趋势。进一步比较三种不同类型水稻叶片的衰老进程,发现:(1)在外界环境一致的情况下,三种水稻在这三个指标上变化明显不同,其中粳稻老来青抗衰老程度最高,而最易衰老的是杂交稻汕优63;(2)汕优63在抽穗后5～10d内衰老最为迅速;(3)根系活力的下降早于叶片中与衰老有关的指标变化。这表明在衰老过程中,根系的衰老先于叶片。     

中度干旱胁迫下内生真菌印度梨形孢对旱稻根系细胞膜H+-ATPase的影响

  【目的】   研究中度干旱胁迫下,内生真菌印度梨形孢 (Piriformospora indica)对旱稻根系细胞膜H+-ATPase的影响,解析印度梨形孢提高旱稻耐旱性的分子生理机制。   【方法】   将无菌旱稻幼苗及带有GFP标签的印度梨形孢菌饼 (P. indica-GFP) 接种于备好的PNM培养基中,于26℃/22℃、14 h /10 h (光/暗) 培养两周,采用激光共聚焦显微镜观察水稻根部定殖的印度梨形孢菌。采用盆栽试验方法,分别种植定殖与未定殖印度梨形孢的旱稻 (Oraza sativa,中旱3) 幼苗,保持土壤中度干旱胁迫,培养幼苗2周后,取根系样品,测定根系细胞膜H+-ATPase及生长情况,生长素IAA含量,以及H+-ATPase相关基因的表达。   【结果】   通过旱稻根系转录组分析,发现相比于未接种印度梨形孢的旱稻,接种印度梨形孢旱稻根系生长素相关基因表达显著上调。同时,接种印度梨形孢旱稻根系生长素含量、H+分泌、细胞膜H+-ATPase活性及根毛长度显著高于未接种印度梨形孢旱稻。中度干旱胁迫下,与未接种印度梨形孢旱稻相比,接种印度梨形孢旱稻根系细胞膜H+-ATPase相关基因表达显著上调。此外,中度干旱胁迫下,接种印度梨形孢旱稻地上部干重、根系干重、总根长及根毛长度都显著高于未接种印度梨形孢旱稻。   【结论】   在中度干旱胁迫下,印度梨形孢通过提高旱稻根系生长素含量,调控根系细胞膜H+-ATPase活性,进而促进根毛发育。     

不同基因型水稻抽穗后衰老进程的比较研究

本实验对汕优63、J85、老来青等三种不同基因型水稻品种衰老过程中的生理生化指标进行了分析。结果表明，随着叶片衰老进程，剑叶中的叶绿素含量逐渐下降，丙二醛含量逐渐上升，而根系活力在抽穗后一直呈下降趋势。进一步比较三种不同类型水稻叶片的衰老进程，发现：(1)在外界环境一致的情况下，三种水稻在这三个指标上变化明显不同，其中粳稻老来青抗衰老程度最高，而最易衰老的是杂交稻汕优63；(2)汕优63在抽穗后5～10d内衰老最为迅速；(3)根系活力的下降早于叶片中与衰老有关的指标变化。这表明在衰老过程中，根系的衰老先于叶片。     

水分胁迫对向水性突变体 rhe2根生长与响应的影响

利用非损伤测定技术对拟南芥强向水性突变体 rhe2(根毛乙烯突变体) 的根系进行离子组学分的初步探究。本实验研究发现：在水分胁迫下,与野生型拟南芥WT相比,该突变体能够保持相对稳定根部质子(H )的流向与流速。在植物向水性反应的过程中,过氧化氢( H₂O₂)和生长素(IAA)可能在根生长的维持及其相关信号转导过程中扮演重要的角色。