磷胁迫下不同基因型大豆苗期根系形态及生物量差异的研究

在磷胁迫[0mmol/L(P),砂培]条件下,对不同基因型大豆苗期在根系形态、生物量等方面的差异进行了研究,结果表明：磷高效基因型在两叶期并未发挥出其基因型潜力的优势;四叶期,磷高效基因型的侧根数、侧根长、根系吸收面积、茎叶干重等性状的受抑制程度均显著低于磷中、低效基因型,而地下干重、根冠比却受到了较中、低效基因型更强的诱导作用。综合评价表明,磷高效基因型的综合值（评价磷效率特性的综合指标）显著高于磷中、低效基因型,显示出了较强的抗磷胁迫能力,但磷高效基因型并非所有性状都表现突出;四叶期可作为大豆耐低磷胁迫的筛选期,根表面积和活跃吸收面积可作为衡量磷效率特性的特异性指标。     

水培磷胁迫下不同基因型棉花苗期根系形态及叶片光合特性的差异

水培条件下,以彩棉品种中棉所51号(浅棕)、中棉所81号(深棕)、中棉所82号(深绿)和普通白棉品种国欣棉3号为材料,研究3个不同的磷素(KH2P2O5)水平:缺磷(0 mmol·L-1)、低磷(0.5 mmol·L-1)和适磷(1mmol·L-1)对棉花苗期根系形态、根冠比、叶片光合特性的影响。结果表明:低磷极显著提高了棉花总根长和根表面积;缺磷严重抑制了棉花根系的生长,但是随着处理时间的延长,棉花根系生长得以自我调节,减轻了胁迫的影响。低磷处理后10 d,总根长、根表面积、根体积、根冠比均以白棉提高的最多;处理后20 d则以浅棕棉提高的最多。缺磷胁迫下,白棉和深棕棉在处理后20 d根系生长受到的抑制程度相比于处理后10 d加重,而其他品种则随着胁迫时间的延长,抑制程度减轻。不同品种的光饱和点和最大光合速率差异的表现均是浅棕棉白棉深棕棉深绿棉。随着磷素供应水平的降低,白棉的光饱和点和最大光合速率也逐渐降低,而两个棕色棉的光饱和点则表现为低磷缺磷适磷。表明白棉能耐短期的磷素胁迫,浅棕棉和深绿棉能耐较长期的磷素胁迫,深棕棉对磷素胁迫较钝感。     

大豆苗期根系与抗旱性基因型差异的研究

采用抗旱隶属函数值法在苗期对品种的抗旱性进行重复鉴定分级，利用扫描成像技术结合winRizo根系分析软件分析根系形成指标，并对根系构型、形态指标与抗旱性之间的关系进行了研究。结果表明，大田和盆栽条件下的根系构型与大豆的抗旱性无明显相关；干旱胁迫条件下的根重、总根长、根体积的相对值在抗感品种之间达极显著差异，三者与平均隶属函数值．亦成极显著正相关。采用根重、总根长、根体积的相对值作为抗旱品种根系形态的指标是合理的，可作为大豆品种抗旱性改良的根系形态育种指标。     

不同基因型棉花磷效率特征及其根系形态的差异

在水培条件下,以棉花磷高效品种新海18号和低效品种新陆早13号为材料,研究不同供磷条件下其生物量、磷素积累量、根系参数的差异。结果表明,在低磷与适磷时,高效基因型新海18号的磷利用效率分别为1129.2 g·g-1和262.7 g·g-1,而低效基因型新陆早13号为1090.9 g·g-1和123.0 g·g-1;新海18号地上部分磷积累量占全株磷积累量的比例分别为57.5%和48.3%,新陆早13号分别是49.9%和53.8%。低磷时,新海18号总根长、根总表面积和根总体积分别增加36.0%、145.7%和96.9%,新陆早13号总根长和根总表面积则显著下降,新海18号根系各参数均高于新陆早13号。表明高效品种具有较强的磷素利用效率和较好的根系形态参数。     

磷胁迫下不同磷效率大豆某些性状的基因型差异

用液培法以4个不同磷效率的大豆基因型为材料,对其在缺磷胁迫条件下的主根长、根冠比、光合速率及抗衰老能力进行了研究。结果表明：耐低磷主要表现是刺激根的伸长,与磷低效基因型相比,磷高效基因型的主根长、根冠比增长比较明显;磷高效基因型的光合能力和生物膜的抗氧化能力都明显高于磷低效基因型。     

利用根系形态构型筛选磷高效大豆基因型

缺磷是影响大豆生产的重要障碍因子之一。目前,培育磷高效大豆品种,同时进行改土施肥,是解决大豆生产中土壤缺磷问题的较经济环保的方法。为探讨如何通过大豆苗期根系形态构型,对大豆种质资源进行磷效率早期筛选,本研究对186种大豆栽培品种的苗期根系形态构型、植株磷含量和生物量等性状进行了调查分析。对照选用已证实的大豆磷低效基因型和磷高效基因型,田间条件设置为低磷(不施磷)和高磷(160 kg/hm2)两种磷水平处理。低磷处理下,大豆磷含量的变异系数达到70.46%,远高于髙磷处理下的54.72%;高磷可促进根系的生长发育,低磷胁迫下RDA、RV、DRW、RRS变异系数更大。通过相关分析表明在高磷、低磷条件下大豆的根系性状和磷含量有显著差异,磷含量与根系形态构型呈正相关。以根系形态构型中的根干重、根总长、根冠比作为筛选指标,在不同磷水平条件下186个大豆栽培品种筛选出26种磷高效的种质资源。研究结果可为大豆磷高效遗传育种的研究提供理论依据。     

不同磷效率基因型大豆对干旱胁迫的反应

在控制水分的条件下,通过盆栽试验,研究了不同磷效率基因型大豆的根系面积、根系活力、净光合速率、渗透调节物质、产量等.结果表明:在磷和水分供应充足的情况下,两个基因型大豆生理活性表现极强;低磷和干旱胁迫下,磷高效基因型细胞膜稳定性较强,能较好地维持细胞膨压,保证其正常的生理过程.磷高效基因型在低磷和干旱胁迫下具有生长的优势,以较高的根系活力、光合作用、渗透调节物质等提高生理活性抑制和减少低磷胁迫所造成的不利影响,从而提高磷素营养和水分利用效率,启动自身的自我保护机制维持生长优势,表现出较强的抵御低磷和干旱胁迫的能力;磷低效基因型主要通过增加根系面积等形态变化来适应低磷和干旱胁迫,这就决定其适宜在供磷充分的条件下生长.     

植物适应缺磷胁迫的根系形态及生理特征研究进展

磷是植物生长所需的一种重要矿质元素，但它在土壤中有效性是非常低的。在缺磷胁迫下，植物会产生一系列的包括根系形态及生理方面的适应性变化。就这方面的研究进展作了简要的论述。     

不同棉花基因型钾效率特征及其根系形态的差异

以水培方法研究钾对两种棉花基因型钾效率特征及其根系形态上的差异。结果表明,高效基因型103钾利用效率在低钾与适钾时分别为160.2 g g^-1和47.5 g g^-1,而低效基因型122为133.8 g g^-1和37.9 g g^-1;在低钾和适钾处理时,103叶片钾积累量占全株钾积累量的84.6%和62.6%,122分别是63.4%和56.0%。在不同钾处理下103根系各参数均高于122,低钾时103总根长和根总表面积分别增加46.2%和13.9%,122根系各参数则均下降。缺钾抑制了粗根的生长,103在低钾时粗根的总根长、根表面积和根体积分别降低了54.0%、62.8%和75.2%;122粗根各参数也有所降低。但低钾时103细根的总根长、根表面积和根体积增加了69.0%、77.0%和80.4%,分别是122的1.9、2.3和2.6倍。     

黄淮海地区大豆品种苗期根系性状的遗传变异及与耐逆境胁迫的关系

从83份黄淮海地区代表性大豆地方品种和育成品种(系)中按根系类型选取32份,用以研究苗期根系性状的遗传特点、与地上部性状的相关以及与逆境胁迫的关系。大豆苗期一级侧根数、主根长、根干质量、总根长和根体积等性状,在品种间、各苗龄间均存在显著遗传变异;根系性状与整株干质量呈高度相关;根干质量、根总长和根体积的相对值与耐旱平均隶属函数值,一级侧根数、主根长、总根长、根体积、根干质量的相对值与耐铝毒平均隶属函数值呈极显著相关,且根系性状的相对值在品种间存在显著变异,可用做耐逆性选择的根系指标。     

Effects of Low Phosphorus Stress on Root Morphology and Physiological Characteristics of Different Cotton Genotypes at the Seedling Stage

[Objective] Phosphorus is one of three major required nutrients for cotton growth and development. A phosphorus deficiency will lead to retarded cotton growth, undeveloped roots, and the abscission of buds and bolls, which results in serious reductions in cotton yield and quality. While applied phosphorus is easily fixed in soils, it is mostly transferred to occluded P, which is not available to plants. Therefore, this study aimed to provide theoretical support for the study of response mechanisms to low phosphorus stress and the efficient phosphorus uptake and utilization of different cotton genotypes. [Method] The effects of phosphorus accumulation and utilization, leaf photosynthetic characteristics and root morphology of two genotypes of cotton (CCRI 79 and SCRC 28) were studied in hydroponic cultures having different phosphorus concentrations. [Result] CCRI 79 had higher phosphorus utilization rates of 90.92 mg·mg^－1 at the low phosphorus level (KH2PO4 1.0×10^－5 mol·L^－1) and 23.09 mg·mg^－1 at the high phosphorus level (KH2PO4 0.5 mol·L－1) compared with SCRC 28. When phosphorus was deficient, the total root length, total root surface area and total root volume of SCRC 28 increased by 13.05%, 18.78% and 10.50%, respectively, while the total root length, total root surface area and total root volume of CCRI 79 decreased significantly. [Conclusion] Here, we found that SCRC 28 had a root morphology and physiological characteristics that allowed it to adapt to low phosphorusstress, while CCRI 79 utilized phosphorus more efficiently.     

大豆耐低磷胁迫研究进展

磷是作物生长发育不可缺少的营养元素之一,但它在土壤中有效性是非常低的.缺磷是限制目前农业产量的一个重要因子,传统的农业生产主要通过施肥和土壤改良来满足植物对磷的需求,近年来人们开始发掘磷高效利用植物来替代传统方法提高磷的利用效率.在缺磷胁迫下,植物会产生一系列的包括根系形态及生理方面的适应性变化.本文综述了低磷胁迫对大豆根系、光合作用等影响的研究进展,大豆耐低磷胁迫的遗传学研究进展,以及讨论当前大豆磷效率遗传研究中存在的主要问题.     

不同磷效率大豆品种光合特性的比较

以不同磷效率大豆品种为材料, 调查磷高效和磷低效品种的生理指标,测定大豆生育期地上器官干物重,分析光合特性及物质生产特性。结果表明,在低磷条件下, 各生育期的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、净光合速率、气孔导度和叶肉导度均以磷高效品种较高, 磷高效品种光合作用较强,CO₂同化能力较高。各生育期, 供试品种的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、净光合速率、气孔导度和叶肉导度均在结荚期达到高峰而后下降, 但磷高效品种下降速率低于磷低效品种。磷高效品种的单株和群体均具较高光合效率及生长参数, 并受磷浓度影响较小, 主要原因是其植株吸收磷量较多, 有利于植株体内磷素平衡, 即便在低磷条件下也有相对较强的光合能力,令其在低磷、中磷和高磷条件下都有较高的产量和籽粒磷效率。     

磷营养对不同大豆品种生长和磷吸收利用效率的影响

采用液体培养方法,研究了磷素营养对山西省审定的10个有代表性的大豆品种生长和磷吸收利用效率的影响。结果表明,在低磷和高磷条件下,不同大豆品种的株高、主根长、根体积、叶面积和植株干物质量差异达到了显著或极显著水平。在高磷条件下不同大豆品种间植株的磷吸收量差异达到了极显著水平,但在低磷条件下其差异不显著。晋豆11号、晋豆4号和晋豆23号在低磷条件下具有较高的磷利用效率,表明它们适合于低磷土壤种植;晋豆10号和晋豆11号在高磷条件下磷的利用率较高,说明它们适合于磷有效含量高的土壤种植。合理利用大豆品种资源,有利于发挥品种利用磷素的潜力,提高磷的利用效率。     

宁夏不同基因型春小麦磷营养的差异

在不同施磷土壤条件下,研究了宁夏春小麦100个基因型的磷营养性状的差异。结果表明,在低磷条件下,小麦籽粒产量和生物学产量在基因型间存在极显著差异（P＜0.01),而在高磷条件下存在显著差异（P＜0.05)。不论施磷与否,茎叶和籽粒中含磷量以及磷吸收累积量、磷利用效率、磷肥利用率和施磷增产率等在基因型间均存在极显著     

大豆幼苗根系性状的QTL分析

为研究大豆幼苗期根系性状的遗传规律,以中豆29和中豆32构建的RIL群体为材料,在V2期测定水培幼苗根系性状(主根长、侧根数、根重、根体积和根冠比等)及相关性状(株重、茎叶重和下胚轴重等),以方差分析方法估算遗传参数,并采用复合区间作图法对大豆幼苗期根系等性状进行QTL定位。结果表明,在8个染色体上检测到20个根系及相关性状QTL,其中9个主效QTL位于第11和第14染色体,表型贡献率在10.5%~26.1%之间。在第11和第14染色体上,部分根系性状QTL与地上部性状QTL处于同一位置,其QTL的共位性与形态性状表型相关分析结果一致,反映了根系性状与地上部性状存在一定的关联。     

低磷胁迫对不同基因型小麦品种苗期性状的影响

为研究低磷胁迫对小麦苗期性状的影响,在对照(200 μmol/L KH2PO4)和低磷(5 μmol/L KH2PO4)条件下比较了6个不同基因型小麦品种苗期性状指标。结果表明,小麦根系和地上部对低磷胁迫的反应不同,低磷诱导小麦根系伸长,根系生物量（根鲜重和根干重）增加,供试的6个小麦品种在低磷条件下的根系鲜重和干重与对照相比差异均达到显著或极显著水平。低磷处理对地上部则表现出抑制作用,但对不同品种的影响程度差异较大。总体来看,低磷胁迫处理对小麦根系性状的影响大于地上部性状,不同苗期性状受低磷胁迫影响的程度分别为：根系鲜重>最长根长>根系干重>地上部鲜重>地上部干重>苗长。6个供试小麦品种中,‘中国春’对低磷胁迫最为敏感,而‘京411’的耐低磷性相对较强。