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。     

不同玉米基因型磷效率的因子分析

以33个不同玉米基因型为材料,在低磷和高磷两个供磷水平下,对玉米基因型的多个相对生物性状进行因子分析,结果表明：相对地下部干重、相对须根数和相对主根长是易于协同改良的性状,相对叶面积和相对地上部干重也是易于协同改良的性状,改良相对株高也不会对其他性状的改良产生负面影响。选育具有优良的相对地下部干重、相对须根数、相对主根长、相对叶面积、相对地上部干重和相对株高,是培育高磷效率玉米基因型的重要途径。结合相对根系性状因子、相对地上部生物量因子和相对株高因子的系统聚类分析,筛选出高磷效率玉米基因型178和5311。     

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。     

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.     

不同磷效率小麦根系形态、磷素转运及产量的差异分析

为明确不同磷效率小麦磷素吸收利用差异原因.利用"国家潮土肥力与肥料效益长期监测站"平台,研究磷高效品种许科168、磷低效品种兰考198在2种磷水平下(P0、P1分别代表低磷、正常磷处理)的根生物量、根系形态、根系活力以及磷素转运能力的差异.结果表明,相同处理,根干质量、根长、根表面积、根体积大体上表现为许科168大于兰...     

磷胁迫下不同基因型大豆苗期根系形态及生物量的差异

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。     

玉米基因型磷效率遗传多样性的AFLP分析

对33个不同来源的玉米基因型磷效率的遗传多样性进行AFLP分析,同时与表型性状分析的结果进行比较。结果表明：基因型间磷效率的遗传距离小,在0.0215-0.1305之间,平均为0.07437;33个基因型的磷效率遗传相似系数按类平均法可聚为4类。33个玉米基因型中的26个基因型（79%）AFLP的分类结果与玉米基因型磷效率的表型性状的分类有较好的一致性。     

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。     

不同供磷水平小麦苗期根系特征与其相对产量的关系

研究了缺磷条件下不同基因型小麦苗期根系形态学及生理学适应特征 ,结果表明 :在缺磷环境中 ,小麦根轴数量和侧根长度明显减小 ,同化物向根部的分配比例增加 ,根轴长度、侧根数量和根系长度等均是显著提高。供试基因型小麦的根轴数量及其长度的差异在每个供磷水平及不同供磷水平之间均是显著的 ,说明这两种性状的差异是由基因型和环境因素共同决定的 ;而侧根特征的差异只在不同供磷水平之间是显著的 ,表明侧根性状主要是受环境因素控制的。对 6种基因型小麦的研究表明 ,高磷水平的小麦种子根的生长角度明显低于低磷处理的小麦 ,根角之间存在着显著的基因型差异。在缺磷条件下 ,6种基因型小麦完整根系分泌的酸性磷酸酶活性、根轴数量、根轴长度、根生长角度和根系长度之间均存在着显著的基因型差异。相关分析表明 ,缺磷条件下的小麦苗期根系形态指标和根系分泌的酸性磷酸酶活性的交互作用与小麦的相对产量之间具有显著的线性关系 ,这种关系说明以上 5种性状均可作为早期有效地筛选磷高效小麦品种的指标     

水肥对小麦根系整体影响及其与地上部相关的研究

研究表明, 即使在50 cm土层以下出现干土层, 根长、根重及地上部干重都会随着干土层厚度的增加而呈降低趋势, 其中产量的反应更为敏感. 3m土层中存在50 cm干土层(50～100 cm), 就会使减产达到显著标准, 但根系等营养器官虽有差异都未达到显著水平. 研究还表明, 拔节期(雌雄原基分化)灌水较之起身期及孕穗期灌水, 对根长、根重     

深耘断根对旱地高产小麦花后根系干重及产量的影响

在旱地大田条件下研究了深耘断根对旱地高产小麦花后根系干重及产量的影响,结果表明,４个处理中以冬前深耘断根最好,起身期深耘断根与对照（不断根）次之,冬前和起身期都深耘断根效果最差,冬前深耘断根可增加中,下层和根系的重量和比率,降低根系生长冗余性,控制最高总茎数,提高成穗数及成穗率,使子粒产量中各自花后光合率官输送的比例增加,从而使产量提高,因而在旱地高产麦田应推广冬前深耘断根。     

小麦/玉米/大豆三熟套作体系中小麦根系分泌特性及氮素吸收研究

为探讨小麦/玉米/大豆多熟套作体系下小麦根系分泌物的分泌特性及其对根系生长环境和植株氮素吸收的影响,2006-2008年连续两个生长季采用田间定位试验,研究了小麦-大豆、小麦-甘薯、小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯4种种植模式下小麦根系分泌物的数量与种类、小麦根系生长、土壤水分、土壤氮含量及植株吸氮量的变化特性。结果表明,与小麦-大豆和小麦-甘薯两种净作模式及小麦/玉米/甘薯套作模式相比,小麦/玉米/大豆套作降低了开花期和成熟期小麦生长区的土壤湿度、pH值及NO₃^--N和NH₄⁺-N的含量,提高了小麦植株地上部总吸氮量、根系活力、根干重及土壤总氮含量,并且,开花期小麦根系分泌有机酸总量和可溶性糖含量增加,表现为套作>净作,大豆茬口>甘薯茬口,边行>中行,其中以小麦边行处理的分泌量最高。拔节期根系分泌的有机酸,净作处理以乙酸含量较高,占总量的47.8%~51.6%,套作处理以柠檬酸含量较高,占总量的31.7%~55.1%;开花期根系分泌的有机酸,净作和套作处理均以乙酸含量较高,占总量的33.3%~78.3%。小麦/玉米/大豆套作对小麦根系分泌有机酸和可溶性糖有促进作用,从而改善了根系生长环境,提高了小麦对氮素的吸收。     

稻茬小麦公顷产量9000 kg群体钾素积累、分配与利用特性

在稻麦两熟制条件下,以扬麦20为材料,通过基本苗和氮肥施用量、施用时期及比例的调控,建立不同产量水平群体,研究籽粒产量9000 kg hm^-2群体钾素积累、分配与利用特性。结果表明,籽粒产量≥9000 kg hm^-2 (超高产)群体钾素吸收高峰期出现在拔节至开花期,吸收的钾素占一生吸收钾素的52%~68%;开花期和成熟期钾素积累量均极显著高于<9000 kg hm^-2 (高产)群体。成熟期叶片、茎鞘、颖壳+穗轴和籽粒钾素积累量与籽粒产量均呈极显著线性正相关;花后茎鞘钾素转运量与产量呈极显著线性正相关,颖壳+穗轴钾素转运量与产量呈极显著线性负相关。超高产群体开花期和成熟期钾素积累量分别为430~450 kg hm^-2和366~408 kg hm^-2;成熟期钾素积累量,茎鞘中最高,为244~269 kg hm^-2,其次是叶片和颖壳+穗轴,分别为46~49 kg hm^-2和40~46 kg hm^-2,籽粒中仅为35~46 kg hm^-2;花后茎鞘钾素转出量为46~52 kg hm^-2,颖壳+穗轴钾素积累量为9~17 kg hm^-2。超高产群体每100 kg籽粒的吸钾量需达4.57~4.87 kg,此时的钾素利用效率为20.56~22.02 kg kg^-1,钾收获指数为0.095~0.112。     

春小麦初生根系与生长发育关系的研究

为了探讨初生根系对春小麦生长发育及产量的影响,对14个春小麦不同品种(系)的初生根进行切除处理测定.结果表明,春小麦不同品种(系)的初生根数目和干重是不一样的,这种差别不仅在幼苗就有表现,而且与以后的性状发育及产量构成密切相关.因此,可以通过室内初生根系的测定来鉴定小麦的丰产性能.     

肥料运筹对超高产小麦群体质量、根系分布、产量和品质的效应

在小麦超高产栽培条件下利用不同施肥量和不同施肥比例的处理,研究了小麦群体质量、根系分布、子粒产量和品质。结果表明：在超高产栽培条件下,增施肥料,群体生物量在所增加,提出了超高产小麦适宜的生物量和叶面积系数的动态参考指标。根长密度随土层加深而逐渐减少,增施肥料可以提高根长密度。根系平均直径以0－10cm土层内最大,增施肥料对根系平场直径的影响不大。根系的总表面积以0－10cm土层内最大,以下锐减。增施肥料可增加根总表面积,施氮磷比例为1：1时效果最好。不同土层内根系总长度所占比例差异很大,其中0－10cm土层占50％以上。增施肥料可以提高产量和品质,其中以施氮磷钾比例1：1：0．6时效果最好。     

转phyA基因棉花纯合株系筛选及其对土壤有机磷的利用能力

 为了获得转植酸酶基因（phyA）棉花高代纯合株系并验证其利用土壤中有机态磷的能力,对实验室获得的转phyA基因T₄代材料进行了PCR筛选,在水培条件下研究了纯合株系植株根际分泌的植酸酶活性,并在田间进行了植株磷含量和棉花产量性状分析。结果表明,在PCR筛选的4个株系中,有2个株系为纯合株系,其后代均为PCR阳性植株。在以植酸盐为唯一磷源条件下,高表达phyA的转基因株系的植酸酶活性较野生型增加了1.5倍,不同生育时期转基因株系植株叶片磷含量中L6株系增加最多,苗期、现蕾期、花铃期和吐絮期分别增加了4.5%,5.95%,5.45%和8.73%。     

北疆高产棉花根系构型与动态建成的研究

在大田条件下,研究棉花根系构型分布和动态建成结果表明,北疆高产棉花根系生物量的积累呈S型曲线,其中线性增长期从6月下旬(盛蕾期)至7月下旬(盛花期),较地上部相应时期早约10d。随种植密度的增大,根系生长率下降、快速生长期提前。根系在土壤中的下伸过程呈S型曲线,构型分布符合Y＝Ae-Bx指数方程,有52．4％、65．8％和73．3％以上的根量分别集中在地表20cm、30cm和40cm深的土层内,80．6％以上的根量集中在植株行间两侧0～15cm土体内。与内地棉区相比,北疆棉花根量小,但生产力更高。     

表面活性剂对转枯草芽孢杆菌纤溶酶基因烟草根系BSFE分泌表达的调节

0.05%~8%(w/v)浓度的常用表面活性剂Triton×100、SDS、DMSO和Tween20可使转枯草芽孢杆菌纤溶酶(Bacillus subtilis fibrinolytic enzyme,BSFE)基因烟草增加BSFE在根系中的分泌或增加其在水培液中的稳定性,从而促进转BSFE基因烟草水培液BSFE活性的增加。其单位根体积下水培液BSFE活性与培养天数呈抛物线型变化趋势,可模拟为二次回归模型。这种促进作用与表面活性剂的浓度有关。一定浓度的Triton×100、SDS、DMSO和Tween20可作为转BSFE基因烟草根系分泌表达的有效化学调节剂。