Hydroponic experiment for identification of tolerance traits developed by rice Nagina 22 mutants to low-phosphorus in field condition

Development of phosphate (P)-deficiency tolerant rice cultivars is constrained by lack of suitable, reproducible, and consistent seedling stage screening methods in breeding programs. This study reports the screening and characterization of M5 mutants derived from an ethyl methane sulfonate treated population of rice cv. Nagina 22 (N22) in low-P field (soil Olsen P 1.94–2.01 mg kg^?1; alkaline Vertisol; pH 7.94) for high yield. The present study showed that seedling growth responses such as increase in root weight, root length, root/shoot weight, and dry weight in P-deficient medium can be taken as indices of low-P tolerance in mature plants in field. Total phosphorus content in seedlings showed an inverse relationship with total phosphorus content and low-P tolerance in mature plants in the field. But, phosphorus content in seeds and acid phosphatase activity in the seedling stage were positively correlated with survival and seed set in low-P field. In low-P field, plant height correlated most with yield per plant, and the number of productive tillers in mature plants was highly correlated with tiller number at vegetative stage. These mutants (NH776, NH710, and NH719) have agronomic importance because of their ability to grow and give higher yield than N22 in P-deficient field.     

水稻耐低磷研究进展*

 水稻耐低磷特性的研究和利用将成为解决多年来磷肥施用造成的环境污染和挖掘利用土壤潜在磷的有效途径之一。长期的低磷胁迫压力,使水稻进化了形态学、生理生化、分子生物学等方面的一系列耐性机制来扩大对土壤无效磷的活化吸收,对水稻耐低磷筛选指标、耐低磷基因源地理生态及磷素的体内运筹、耐低磷基因的时空表达特性等研究,有望推动水稻耐低磷的育种进程,产生巨大的经济效益和环境效益。     

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。     

大豆苗期磷效率与其构成因素的分析

探讨大豆苗期磷效率特性,研究大豆磷效率与其构成因素的关系。本试验选用4个“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、低磷两个处理,对大豆基因型磷效率与其构成因素的关系进行了研究。结果表明,低磷处理下,4个磷高效基因型苗期的植株吸磷量的优势均较明显,D34表现出较强的磷吸收能力,但是有3个磷高效基因型,磷利用效率的适应性并未表现出优势,只有D37表现出较强的磷利用能力。相关和通径分析表明,大豆磷效率的高低主要是由吸磷能力的强弱来决定的,（-P）处理明显大于（+P）处理。吸磷量和磷的利用效率对磷效率直接影响均较大,但吸磷量贡献更大,而间接影响均较小。低磷胁迫下,磷高效基因型的适应低机理是不同的,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。     

不同磷效率大豆基因型根形态构型对低磷胁迫的响应

探讨大豆根系形态构型指标在低磷胁迫下的适应性反应,研究根系形态构型指标与磷效率的关系。本试验选用3个“磷低效”大豆基因型D3、D17和D18及“磷高效”大豆基因型D34、D37和D38,采用田间试验,设高、低磷两个处理,对大豆基因型磷效率与根形态构型指标的关系进行了研究。结果表明,在高磷处理下,供试大豆根系各形态构型指标和根干生物量均无显著差异,在低磷处理下,各基因型间差异达到显著水平。相关分析表明,根长、根表面积和根生物量与地上部干生物量达到显著或极显著正相关,根直径与磷效率相关系数未达到显著水平。低磷胁迫时,根长、根表面积与根生物量影响植物的磷效率,而根直径对磷效率的影响较小。因此可以把根长、根表面积作为大豆磷效率筛选的重要指标,把根生物量作为辅助筛选指标。     

低磷胁迫下不同杉木家系根系H^+流动态变化

通过分析不同杉木家系在不同供磷处理下根系H^+流变化规律,探讨根系H^+流与杉木适应低磷胁迫调控的关系,为揭示磷高效利用杉木适应低磷胁迫的内在机制提供科学依据。以前期筛选出的不同磷利用效率杉木家系M28与M32为研究对象,通过设计3个供磷处理[正常供磷(H-P),31 mg·L^-1;中度缺磷(L-P),16 mg·L^-1;重度缺磷(N-P),0 mg·L^-1]和3个时间处理梯度(3、8、15 d)室内水培试验,并利用非损伤微测技术(NMT)分别测定两个家系在不同供磷处理和不同时间处理梯度下完整根系及不同部位的H^+动态变化规律。结果表明:不同杉木家系完整根系H^+全程表现为内流,但二者H^+流变化存在显著差异,M28完整根系H^+吸收表现为8 d>15 d>3 d,M32在不同时间处理下H^+的变化无显著差异(P>0.05)。结合根系不同部位H^+流向分析可得,M28与M32仅在L-P和N-P处理3 d时表现出少量H^+外排现象,其中M28对外界磷环境的感应比M32更为敏感,在L-P处理下就发生H^+外排现象,M32在N-P处理才发现H^+外排。随着时间推移,在处理8、15 d后,两个杉木家系均未观测到H^+的外排,可见低磷胁迫下根系H^+外排是一种应激反应。不同杉木家系根系H^+流在低磷环境下表现出不同的适应性变化,其中M28根系的H^+流对外界磷环境的改变更为敏感。     

不同春蚕豆品系对不同磷处理的适应机理研究

用盆栽法研究不同品系春蚕豆对不同磷处理的适应机理.结果表明,低磷胁迫条件下,供试3个蚕豆品系都有类似的根系形态变化和酸性磷酸酶活性的变化特征,即根半径减小,根干重、根冠比、根系比表面积及酸性磷酸酶活性增加.但减小和增加的程度在品系之间有很大差异,临蚕5号最强烈,平均浮动20.3%;其次为8409,平均浮动7.9%;最弱的是8354,平均浮动4.9%.说明临蚕5号比8409蚕豆和8354蚕豆更能忍耐低磷胁迫.试验还表明,同一品种不同器官分泌的酸性磷酸酶活性也有显著差异,即根系＞茎＞叶片.另外,试验说明根系酸性磷酸酶活性和根系形态参数可作为蚕豆耐低磷品种筛选的生化指标和形态指标.     

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。     

不同基因型甜糯玉米耐低磷能力的评价

采用盆栽试验,在不施磷和施磷条件下,对广东省广泛种植的18个甜糯玉米品种进行比较研究,旨在筛选耐低磷的甜糯玉米品种,合理布局甜糯玉米种植,提高土壤中磷利用效率。结果表明:不同基因型甜糯玉米耐低磷能力存在明显的差异,根冠比、根干重、冠干重和植物磷积累量可作为甜糯玉米耐低磷筛选的重要指标。初步筛选出3个耐低磷甜糯玉米品种花糯一号、孺子牛269号和红帅。     

耐低磷基因型甜玉米的苗期筛选研究

以18个甜玉米品种为材料,设置低磷和高磷处理,采用盆栽试验研究了甜玉米苗期的主要形态和生理指标,并分析了其相关关系。结果表明:低磷胁迫对不同甜玉米品种苗期干物重和植株磷积累量影响较大,不同甜玉米品种耐低磷能力存在明显的基因型差异,干物重和植株磷积累量可作为甜玉米耐低磷基因型筛选的指标。18个供试材料中,顶尖、台湾华珍和先甜5号对低磷土壤的忍耐能力较高,属于耐低磷品种;金茂3号、美玉3号和金圣王对低磷土壤的忍耐能力较差,属于低磷敏感品种;其余12个品种属于中等耐低磷品种。