大豆根系研究现状与展望

文章从大豆根系演化、根系性状与养分吸收、根系与地上部的关系、根系与产量的关系等方面概括了大豆根系的研究现状,提出了未来深入研究的方向。     

不同年代大豆品种根系性状演化的研究

 采用盆栽方法，对黑龙江省和吉林省的４２份不同年代大豆品种的根系性状进行了趋势研究。试验结果表明，不同年代大豆品种根系性状存在差异，２０世纪５０～９０年代，大豆品种的主要根系性状在苗期、花期、鼓粒初期３次取样中均表现为随年代推进而呈增加趋势，２０世纪９０年代品种根系最发达。大豆品种根系的演化向根重增加，根体积扩大，根表面积增加和侧根长度增长的方向发展。     

大豆苗期抗旱性与根系生长的研究

选择抗旱性强、中、弱的大豆品种各４个，研究苗期抗旱性与根系生长，胚轴伸长的关系。结果表明：抗旱性强的品种发很早，主根长，侧根数量多，侧根总长度长，胚轴长，成苗率高。在干旱条件下更为明显。     

大豆根系分泌物化感作用的初步研究

选择不同浓度的大豆根系分泌物,研究其对4种主要农作物的化感作用。结果表明,提高大豆根系分泌物浓度,对小麦种子萌发有促进作用,对大豆、玉米、白菜种子的萌发有抑制作用;大豆根系分泌物随着浓度的增大而显著增强小麦、玉米超氧化物歧化酶(SOD)总活性和根活力,极显著抑制大豆SOD总活性和根活力;大豆根系分泌物随着浓度的增大对3种供试作物丙二醛(MDA)含量表现不同作用,使小麦MDA含量极显著降低,使大豆MDA含量极显著增加,对玉米MDA含量变化影响不大。大豆根系分泌物对供试小麦、大豆植株高度及其干重、胚根长及根干重表现为低浓度促进、高浓度抑制作用。大豆根系分泌物浓度的增大导致其对玉米植株高度及其干重、胚根长及根干重化感作用增强。     

同一品种不同粒重大豆苗期根系活力变异研究

利用单因素完全随机试验,开展了相同品种不同粒重大豆幼苗根系活力变异研究。结果表明:嫩丰16和东农42两个大豆品种不同粒重幼苗根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积间存在极显著差异;籽粒越大幼苗根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积越大,说明不同粒重对幼苗根系活力性状有极显著的影响。     

大豆耐旱种质鉴定及其与根系的相关研究

从301份大豆品种中按根系类型选取黄淮海和长江中下游地区代表性材料59份,在苗期干旱胁迫和非胁迫条件下对地上部和地下部性状进行2年重复鉴定,发现材料间性状隶属函数值具有丰富遗传变异,以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的算术平均数为抗旱综合指标,从中筛选出汉中八月黄、晋豆14、科丰1号、圆黑豆等强耐旱型(1级)材料和临河大粉青、宁海晚黄豆等干旱敏感型(5级)材料。比根干重、比总根长、比根体积与耐旱隶属函数平均值均呈极显著正相关,可作为耐旱性的根系性状指标。     

硒对大豆根系活力的影响

通过大豆补硒栽培试验,研究了土壤质地对硒与大豆根系活力关系的影响,以及不同生育时期硒对大豆根系活力的影响。结果表明:适宜浓度硒处理能促进大豆根系的生长发育,在0~1mg/kg硒处理浓度范围内,大豆的根系活力随着硒浓度的增加而增强,超过1mg/kg则反向变化,但是粘壤和砂壤之间有一定的差别。粘壤中栽培的大豆根系活力的变化趋势在不同的生长时期也存在差异。苗期,根系活力随着硒浓度的变化,呈现出先增加后下降的趋势;花期,在试验设计的硒浓度范围内,根系活力一直与之呈正相关。     

大豆连作的过氧化氢酶活性与根系分泌物

本文通过试验对大豆连作胁迫下土壤中过氧化氢酶活性进行了研究，结果表明，过氧化氢酶活性下降幅度很大，连作3年酶活性下降21.4％。过氧化氢酶活性的明显下降，使其解毒能力减弱，从而导致土壤中过氧化氢的积累，对大豆根系毒害作用加重。由于根系受毒害作用，使根系吸收养分受阻，在营养胁迫下，又使根系分泌物的种类和数量都发生改变。反过来，又抑制了土壤中酶活性。为此，我们认为这是连作胁迫条件下产生的生化互作效应（Allelopathy），也是连作下产生生物障碍的主要原因。     

水稻根系研究现状与展望

综述了近30年来在水稻根系活力、根系与地上部的关系、根系对环境因子的反应以及根系性状的遗传特性等方面所取得的研究进展,并对研究现状中的不足提出了相应的对策,进而展望了今后的水稻根系研究方向。     

氮肥施用对高产大豆根系、干物质积累及产量的影响

在本试验生产条件下和施氮量范围内,具有4 500 kg·hm-2以上产量潜力品种黑农41随着始花期施氮量的增加,氮肥对大豆根瘤形成的抑制作用加大,推迟单株伤流液出现的高峰期,增加全生育期的叶面积指数和干物质积累,增加各产量构成因素和产量.始花期一次施纯氮90 kg·hm-2春大豆籽粒产量可达5 012.55 kg·hm-2.     

甜菜根系分泌物对大豆化感作用研究

以甜菜为供体,大豆为受体,研究甜菜根系分泌物对大豆生长发育化感作用。结果表明,根系分泌物对大豆种子萌发抑制性化感作用随根系分泌物浓度升高而增大。检测出甜菜根系分泌物有31种,其中烷烃类4种(1.44%),酯类12种(62.62%),酚类1种(11.80%),酸类5种(10.33%),烯烃类1种(3.22%),醇类2种(1.23%),萘类4种(7.44%),酮类1种(0.43%),醛类1种(0.67%),其他(0.82%)。在甜菜根系分泌物中,2,6-二叔丁基对甲酚和邻苯二甲酸为大豆主要化感物质,表现为抑制作用。甜菜根系分泌物对大豆产生化感作用,抑制其生长发育,在大豆幼苗期、始花期、盛荚期、鼓粒期四个时期,降低叶片净光合速率,化感作用IR(抑制率:Inhibitory rate)分别为-13.9%、-14.2%、-11.7%和-10.4%;同时降低叶片硝酸还原酶(NR)活性,化感作用IR分别为-2%、-11%、-15%和-18%;对大豆株高、每株节数、每株荚数、每荚粒数,每株粒数、百粒重、单株籽粒产量和生物产量化感作用IR分别为-8.4%、-8.7%、-8.6%、-11.7%、-18.4%、-1.7%、-19.3%、-8.0%,平均抑制率为-10.6%,即抑制性化感作用潜力为10.6%。     

钼肥与玉米大豆间作体系中大豆根瘤数的互作效应

采用三元二次回归正交旋转组合设计,进行钼肥对玉米大豆间作体系中大豆根瘤数影响的研究.结果表明,施钼量与玉米密度及带型配置都有一定的互作效应,当玉米密度、带型配置适当时,施入钼肥能增加大豆根瘤数.无论玉米在高密度48000株·hm-2或低密度36000株·hm-2条件下,施钼肥均能提高间作体系大豆根瘤数;无论在低带型2∶4或高带型3∶2条件下,施钼肥均能增加大豆根瘤数.在本试验条件下,当玉米密度为42 000株·hm-2、玉米与大豆带型配置指数为2∶2、大豆钼酸铵施用量为4 182.736g·hm-2时,间作体系中大豆根瘤数可达36个·株-1,为全处理最高水平,间作效果最好.     

正茬与连作大豆根系分泌物差异及对大豆幼苗生长的影响

采用GC-MS分析法,检测正茬、连作大豆根系分泌物成分,比较其差异,测定分泌物对大豆种子萌发和初生根生长的影响。结果表明,两种分泌物相同的成分有邻苯二甲酸、乙苯、苯乙烯、丙三醇、二十四烷、邻苯二甲酸二异丁酯等。连作大豆根系分泌物提取物中,(E)-2-丁烯酸、7,9-二甲基-十六烷、甲基-丁二酸、2-乙基-1-十二醇、二十烷、十一醛相对含量较高,而且这些物质未在正茬大豆分泌物中检测到,这些物质在大豆连作中的化感作用有待进一步研究。无论是正茬还是连作大豆根系分泌物对大豆种子的萌发和初生根生长都表现出抑制作用,抑制作用随浓度的增大而增大。在相同浓度处理下,连作大豆根系分泌物对种子萌发和初生根生长的抑制作用要高于正茬。     

大豆抗疫霉根腐病的分子机制

大豆疫霉根腐病是毁灭性病害之一,每年都会给大豆产业带来巨大的经济损失。抗病品种的选育和种植是对此病的最有效防治措施。抗病机制的研究可以为抗病品种的选育提供理论基础,因此抗病机制成为研究焦点。根据大豆抗疫霉根腐病(Phytophora root rot)的分子机制的研究进展,文章阐述了大豆防卫基因、大豆疫霉菌无毒基因以及大豆-疫霉菌互作的研究进展,以期为抗病品种的选育提供理论基础。     

南京大豆根腐病病原物的分离及毒性鉴定

对2005、2006年夏在南京农业大学江浦农场试验田发生的大豆根腐病,采用特异性PCR检测到发病组织中有大豆疫霉,经室内诱捕和分离,从发病田块的土壤和发病植株上共分离到4个大豆疫霉菌株PNJ1、PNJ2、PNJ3和PNJ4.用含有不同抗病基因的14个鉴别寄主测定这4个大豆疫霉菌株的毒力公式,PNJ1和PNJ2为1d,2,3b,3c,4,6,7;PNJ3为1a,1b,1c,1d,1k,2,3b,3c,5,7;PNJ4为1a,1b,1c,1d,1k,2,3b,3c,4,6,与国际上已经报道的大豆疫霉菌株的毒力公式不同,为新的生理小种.该研究可为抗病品种的选育及利用提供科学依据.     

氮肥施用量对覆膜菜用大豆根系生长的影响

在田间以新鲜豆1号为材料研究了6种不同施氮量对根系生长的影响规律.结果表明:覆膜栽培大豆单株结瘤数增加快,单位面积根系干质量比露地栽培高30.45%~53.47%;施氮肥能够显著减少单株根瘤数,但同时却能促进根量的增长和根系下扎,增加根冠比,提高根系活力;除高氮处理(N120+30)外,其余处理单位面积根干质量均在结荚期达到峰值后迅速下降;高氮处理(N120、N120+30)抑制开花至结荚期间根系的生长,但减缓了结荚期至鼓粒期间的根系干质量的降低;施氮量为90 kg/hm2时,根系综合性状优良,产量最高.     

大豆胚尖再生体系的研究

为建立良好的大豆遗传转化受体系统,本研究以河北省8个优质大豆品种为材料,探讨了激素种类、浓度、诱导时间等因素对胚尖生长过程的影响,并对胚尖再生体系与传统的子叶节再生体系进行了比较。结果表明:经0.5～1.0 mg/L 6-BA诱导5d大豆的胚尖出芽率、植株再生率及胚尖丛生芽数等综合指标较好,植株再生率最高达84.1%。胚尖再生体系与子叶节再生体系的比较表明:以胚尖为外植体的大豆再生体系具有再生率高、操作简便、周期短、重复性好的优点。     

磷酸二铵施肥量和单混种植对超高产大豆根系性状的影响研究

在盆栽条件下,以超高产大豆品种辽豆14、中黄35和普通大豆品种辽豆11为试材,探讨了超高产品种在不同施肥量和种植类型处理下根系的竞争力。结果表明,超高产品种和普通品种大豆的根系形态性状、根系活力和伤流成份在品种和品种×肥力互作间均存在显著差异。开花期,普通品种在不施肥条件下单播处理的根长、根表面积和伤流量较超高产品种分别高出46.3%、47.6%和27.9%,差异达显著水平。超高产品种在中肥和高肥水平下根系形态指标较高,在鼓粒期和混播处理中其根系活力、伤流量和伤流成份含量均显著高于普通品种。说明在施肥量充足时,超高产品种的根系较普通品种表现了良好的生长优势和吸收能力。