棉花抗枯黄萎病品种耐低磷种质筛选

 采用蛭石栽培和营养液浇灌的方法,研究棉花品种耐低磷筛选指标,利用这些指标对88份棉花抗枯、黄萎病品种进行磷素利用率极端基因型的筛选。结果表明,株高和根冠比在不同品种和不同磷浓度处理之间无显著差异,而棉苗干物重、地上部鲜重、总叶面积、叶绿素含量、地上部干物重及磷利用率在不同磷浓度处理和不同品种之间均存在显著差异,可以作为棉花苗期耐低磷能力的评价指标。利用这些指标对棉花抗枯、黄萎病品种进行了分析。聚类结果将88个品种主要分为耐低磷基因型和非耐低磷基因型两大类,分别包括25个和55个品种。其中,中棉所21、中99和陕棉11属于耐低磷的极端基因型。     

低磷胁迫对不同基因型棉花苗期根系形态及生理特性的影响

【目的】磷是棉花生长发育必需的三大营养元素之一,缺磷会导致棉花生长受阻、棉株矮小、根系不发达、蕾铃脱落、生育期延迟,严重影响棉花的产量和品质。但施入土壤中的磷易被固定从而变成难以利用的闭蓄态磷,使土壤中的有效磷含量降低。因此,本试验旨在为研究不同基因型棉花对低磷胁迫的响应机制和磷高效吸收利用提供理论支持。【方法】水培条件下,选用中棉所79和鲁棉研28号为试验品种,研究2个磷水平:低磷P0(KH_2PO_41.0×10~(-5)mol·L~(-1))和适磷P1(KH2PO40.5 mol·L~(-1))对棉花苗期磷吸收利用效率、叶片光合特性和根系形态学特征的影响。【结果】在低磷和适磷处理下,中棉所79磷利用效率分别为90.92 mg·mg~(-1)和23.09mg·mg~(-1),均高于鲁棉研28号。在低磷胁迫下,鲁棉研28号根干物质质量和净光合速率分别比中棉所79高37.05%和13.33%;鲁棉研28号总根长、根总表面积和根总体积分别增加13.05%,18.78%和10.50%,而中棉所79总根长、根总表面积和根总体积均显著降低;与中棉所79相比,鲁棉研28号磷吸收效率高56.75%,磷外渗率低27.72%。【结论】表明在低磷胁迫下,鲁棉研28号拥有较好的根系形态和生理特性适应逆境,中棉所79具有较高的磷利用效率。     

甘蓝型油菜重组自交系苗期磷效率的评价

设置低磷P1 (5 μmol L^-1)和高磷P2 (1 000 μmol L^-1)处理水培甘蓝型油菜重组自交系群体的135个株系及亲本的幼苗, 以地上部干重(SDW)、根干重(RDW)、根冠比(R/S)、主根长(AMRL)、地上部磷积累量(SPU)、总磷吸收量(TPU)、磷利用效率(PUE)作为耐性指标, 调查群体各株系和亲本间对缺磷反应的差异, 并对各性状参数与磷吸收、利用效率进行相关性分析。结果表明: (1) 低磷胁迫严重抑制甘蓝型油菜苗期生长, 所调查的各性状均表现出显著差异,其中地上部干重和根干重的变异系数较大;(2) 2种处理条件下, 各株系的地上部干重、根干重、根冠比和主根长4个性状均表现出显著分离, 并呈现正态分布,低磷处理的分离更为明显;(3) 相关性分析表明, 相对地上部干重和根干重可以作为磷效率的主要评价指标,为了避免遗传因素影响, 还应考虑低磷处理下基因型各性状的绝对差异;(4) 通过上述筛选指标,确定065﹑102﹑070为候选的极端磷高效基因型, 105﹑076﹑011等为候选的极端磷低效基因型。     

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。     

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。     

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。     

谷子苗期耐低磷种质筛选及其根系保护酶系统对低磷胁迫的响应

本研究旨在探讨不同基因型谷子苗期耐低磷特性,建立其筛选的评价体系,筛选出苗期耐低磷谷子种质材料。对160份核心谷子种质资源的苗期株高、根长、地上鲜重、地下鲜重、叶长、叶宽、茎粗、地上磷含量、地下磷含量、地上干重和地下干重11个指标的耐低磷系数进行变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,采用隶属函数法综合评价不同谷子耐低磷相关指标和耐低磷特性;针对筛选出的低磷敏感和耐低磷品种,在生理水平上分析其根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明, 9份材料属于低磷敏感品种, 66份材料属于低磷较敏感品种, 70份材料属于较耐低磷品种, 15份材料属于耐低磷品种;低磷胁迫促使谷子根系SOD、POD、CAT活性增加。总之,以综合指标对谷子耐低磷特性的鉴定更为客观;根系保护酶系统对谷子在低磷胁迫下的适应性具有重要作用。     

硝酸镧浸种对低磷胁迫下红小豆幼苗生长的影响

采用1/2 Hongland缺磷营养液模拟低磷胁迫的方式,利用水培法研究了在低磷胁迫下,不同浓度硝酸镧(0,20,50,100 mg·L^-1)浸种对2个品种(保红8824-17和白红4号)红小豆幼苗地上部分生长的影响。结果表明:与对照组相比,硝酸镧浸种增加了2个品种红小豆幼苗的株高、叶面积、鲜重、干重和根冠比、降低了茎粗,但2个品种随硝酸镧浓度增加表现的趋势不一致;随着硝酸镧浓度增加,保红8824-17的POD活性呈先升高后降低的趋势、SOD活性表现出先降低后升高的趋势,白红4号的SOD活性的变化趋势为下降,POD活性的变化趋势为上升;2个品种MDA含量都表现为随浓度的增加而先降低后升高,当浸种浓度为50 mg·L^-1时达到最低值;随着浸种时硝酸镧浓度的增加,保红8824-17的叶绿素含量的变化趋势为先增大后减小,白红4号的叶绿素含量持续增大。综上所述,用硝酸镧对红小豆进行浸种可缓解低磷胁迫对红小豆幼苗生长产生的影响,最适浸种浓度为50 mg·L^-1。     

基于耐低氮综合指数的棉花苗期耐低氮品种筛选

在棉花生产中,氮肥的过量施用,不仅增加了生产成本,还造成了氮肥的大量流失,对环境造成了破坏。筛选耐低氮棉花品种是解决该问题的有效途径之一。本研究以21个在我国各大棉区主栽的棉花品种为试验材料,采用苗期土培的方式,设置正常氮(138 mg kg^–1)和低氮(0 mg N kg^–1) 2个处理,测定了23个农艺性状,采用主成分分析、模糊隶属函数、聚类分析、相关性分析评价各品种的耐低氮能力。结果表明,所测定的大部分性状的变异系数均大于10%,说明所选择品种具有很好的代表性。根据主成分分析和相关性分析得出作为棉花低氮耐受性评价的7个性状,分别为根长、根表面积、根体积、地上部干重、总干重、实际光化学效率、最大光化学效率。根据耐低氮综合指数,筛选出鲁无403、新海12号、中棉所64号、新陆早23号4个耐低氮品种,丰抗棉1号、TM-1、农大棉601、中棉所35、新陆早53号5个低氮敏感型品种。4个耐低氮品种的耐低氮综合指数介于0.5723～0.6818,而5个低氮敏感型品种的耐低氮综合指数介于0.2914～0.3962。本研究提出的基于耐低氮综合指数的筛选...     

磷素对小豆幼苗生长发育的影响

以12个小豆品种为试验材料,在防雨棚中对播种6d后的幼苗进行水培试验,测定正常供磷和无磷营养液处理的小豆苗期农艺性状和生理指标。结果表明,缺磷处理显著降低了各小豆品种的株高、茎粗、叶面积,而根长增加,根冠比增大;降低了叶绿素含量、最大荧光(Fm)、原初光能转化效率(Fv/Fm);使叶绿素初始荧光(Fo)、MDA含量、SOD活性、POD活性升高;根、茎、叶的磷含量下降,叶片中磷含量最高。缺磷处理对小豆苗期各农艺性状均有不利影响,根冠比、叶面积受磷影响较大,适合作为小豆品种耐低磷筛选指标。从耐低磷综合指数看出,耐低磷能力强的品种依次为B1789晋红小豆1号京农2号,而晋红小豆5号为磷敏感品种;各生理指标均表现为耐低磷性强的品种变化幅度小,耐低磷性弱的品种变化幅度较大;缺磷处理降低了小豆根、茎、叶的磷含量。     

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.     

不同咸水利用方式对棉花叶绿素荧光参数及土壤盐分的影响

【目的】本研究旨在科学合理地利用浅层咸水资源。【方法】依托短期定位试验开展了在第3年和第4年不同咸水利用方式下(CK:造墒和蕾期灌淡水;T1:造墒和蕾期灌咸淡混配矿化度3 g·L^-1的微咸水;T2:淡水造墒蕾期灌矿化度5 g·L^-1咸水;T3:造墒和蕾期灌矿化度5 g·L^-1咸水;T4:淡水造墒蕾期不灌水)棉花长势、叶绿素荧光参数、土壤盐分累积及其运移的变化。【结果】T1和T2处理的齐苗率、株高、干物质质量、叶面积指数、叶绿素荧光参数、产量及霜前花率与CK无显著差异,土壤盐分含量较CK有所增加,但未对棉花生长产生明显抑制。T3处理的棉花长势指标、叶绿素荧光参数较CK显著降低,0~100 cm土壤盐分含量较CK明显增加。【结论】从土壤质量安全和咸水高效利用的角度考虑,连续4年用3 g·L^-1的咸淡混合水灌溉或用淡水与5 g·L^-1的咸水轮灌不仅能节约淡水,且不影响棉花产量。本研究结果为当地在棉花生产中安全利用咸水提供技术参考。     

QTL mapping of phosphorus deficiency tolerance in soybean (Glycine max L. Merr.)

Phosphorus (P) deficiency is a major abiotic stress that limits plant growth and crop productivity throughout the world. In the present study, 184 recombinant inbred line (RIL) families developed from soybean varieties Kefeng No. 1 and Nanong 1138-2 were used to identify quantitative trait loci (QTL) associated with P deficiency tolerance. Seven traits of plant height (HT), weight of fresh shoot (FSW), weight of fresh root (FRW), weight of dry root (DRW), length of main root (RL), phosphorus content in leaf (LP), phosphorus content in root (RP), were used as parameters to assess the phosphorus deficiency tolerance. The QTL mapping for the seven traits was performed using the program WinQTLCart. Seven QTLs were detected and mapped on two linkage groups for three traits of weight of fresh shoot, phosphorus contents in leaf and in root. The QTLs that had LOD scores more than three were detected for all of the three traits above. Most of the QTLs explained more than 10% of the total variation. The two QTLs for phosphorus content in leaf explained more than 20% of the total variation, respectively. Five QTLs were mapped on linkage group F2, and two on linkage F1. It was suggested that the genes related to phosphorus deficiency tolerance located on linkage group F in soybean.Contributed equally to this work.     

行距对机采棉干物质积累及氮磷利用效率的影响

【目的】新疆棉花生产的主要环节均已实现机械化,但采摘环节仍大量使用人工,农机农艺不协调是导致机收比例低的主要原因。优化机采棉行距配置是实现农机农艺融合的有效途径,因此本研究通过设置不同的机采棉行距,探究其对棉花产量形成及养分利用的影响,为机采棉行距配置的优化提供理论依据。【方法】采用随机区组设计,选择生产中最佳密度,在密度一致基础上,设置"一膜三行"(S1,平均行距76 cm)、"一膜四行"(S2,平均行距57 cm)、"一膜六行"(S3,平均行距38 cm)3种行距,其中S3处理为常规机采行距(CK),研究行距对棉花干物质积累、分配以及对产量形成及氮、磷养分吸收利用的影响。【结果】不同行距下棉花干物质的积累符合Logistic生长函数模型。2年均值表明随着平均行距的降低,单株干物质积累总量降低43.3%,干物质最大积累速率降低(1.4 g·株-1·d-1),快速积累期起始时间从出苗后51.4 d逐渐推迟至62.5 d,但快速积累持续时长从19.7 d增加至35.1 d。增加行距显著提高单株成铃(0.9个),对铃重及衣分无显著影响,籽棉及皮棉产量显著增加16.7%和17.4%。行距对植株养分积累与分配有显著的影响,S1处理氮积累总量(907.0 kg·hm-2)、磷积累总量(58.3 kg·hm-2)、吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 55.7%和P2O569.1%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(32.1 kg)均最高;而S3处理氮积累总量(664.5 kg·hm-2)、磷积累总量(38.9 kg·hm-2)最低,S2处理吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 48.5%和P2O560.3%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(28.6 kg)最低。【结论】综合来看,一膜三行下植株养分指标及产量均优于其他行距,更适宜作为高效机采的行距。     

不同磷效率棉花根系形态和磷酸酶活性对供磷强度的响应

【目的】研究不同磷效率棉花品种的根系形态和磷酸酶活性对不同供磷强度的响应。【方法】以前期筛选获得的磷高效品种新陆早19号和磷低效品种新陆早13号为材料,通过营养液培养比较不同供磷强度下各品种生物量、磷含量、根系形态和磷酸酶活性的变化。【结果】供磷强度达到50μmol·L~(-1)后,棉花生物量和根系长度不再随供磷强度增加而增加。棉花根表分泌磷酸酶活性随供磷强度增加而急剧下降,营养液实际p H下根系分泌的酸性磷酸酶活性与植株磷浓度显著负相关。根系形态对供磷强度的响应不敏感,仅在不供磷与供磷条件下存在显著差异。2个品种在磷效率方面的差异主要表现在磷的利用效率上,在供磷强度为0~250μmol·L~(-1)条件下,新陆早19号的磷利用效率显著高于新陆早13号。【结论】棉花根系形态特征参数和根系分泌质子与有机酸的数量对供磷强度的响应不敏感。不同磷利用效率品种的发现对于今后棉花节磷增效的生物学潜力与调控途径的研究提供了十分有效的实验材料。     

复合活化磷矿粉的有效性研究

为了实现中低品位磷矿粉的资源化利用,以油菜和小白菜为研究对象,通过设置盆栽试验,对经机械化学和磷素活化剂复合活化后磷矿粉的长效有效性进行研究。结果表明,前期试验中施用重过磷酸钙处理的油菜干重、叶绿素及全磷含量均显著高于经活化处理磷矿粉的。而后期试验中分别经机械化学和不同磷素活化剂（黑液污泥和低分子有机酸的钠钙盐）处理的磷矿粉,其小白菜干重、叶绿素及全磷含量均与重过磷酸钙处理的无显著差异。整个生长周期内,重过磷酸钙速效磷含量在前期（0~50天）呈线性递减,50天内减少了40 mg/kg,50天以后变化较平缓;复合活化后的磷矿粉速效磷含量呈现出缓慢升高后缓慢下降的趋势,且在40天左右达到最高。研究表明,尽管复合活化后的磷矿粉肥效初期达不到重过磷酸钙水平,但后期则能与之相当。     

基于主成分分析评价不同类型肥料对向日葵穴盘苗素质的影响

旨在研究不同类型肥料对向日葵穴盘苗生长的影响,筛选适用于向日葵穴盘的肥料类型和壮苗指数。以观赏向日葵‘夏日微风’为试材,采用主成分分析方法综合评价不同类型肥料对向日葵穴盘苗素质的影响。结果表明,花多多高氮钾比例肥提高向日葵穴盘苗叶片叶绿素含量、株高和茎粗,增加幼苗同化物积累;硫酸钾型复合肥更有利于根系生长及根同化物积累。与其他肥料相比,花多多高氮钾比例肥处理的叶绿素含量、株高、茎粗、植株干重、植株鲜重、地上部干重、地上部鲜重分别平均增加15.6%、10.0%、6.6%、15.1%、11.4%、16.6%、13.8%;硫酸钾型复合肥处理的根系干重、根系鲜重、主根长分别平均增加13.3%、35.0%、4.9%。4种肥料肥效大小依次为：花多多高氮钾比例肥>硫酸钾型复合肥>控释肥>花多多1号肥。综上所述,向日葵穴盘苗施肥优选花多多高氮钾比例肥,茎粗/株高×单株鲜重×100可作为向日葵穴盘苗的壮苗指数。