不同供磷条件下大豆根构型的适应性变化

根系的许多指标 (如根长、根质量、根吸收面积等 )与作物磷效率具有较好的相关关系 .Ｂｏｎｓｅｒ等[1] 发现菜豆磷效率的遗传变异与根的构型有关 ,根的空间构型可能是菜豆吸收磷的一个重要影响因素 .但在大豆的研究上至今还鲜有报道 .本研究将以 2个大豆基因型为材料 ,通过特殊设计的营养袋纸培系统 ,结合计算机图象分析技术 ,定量测定大豆根构型在低磷胁迫及局部供磷条件下的适应性变化及其基因型差异 ,为通过遗传改良根构型来提高磷吸收效率提供依据 .1　材料与方法供试大豆 [Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ (Ｌ .)Ｍｅｒｒｉｌｌ]基因型为广州大…     

低磷胁迫下不同磷效率大豆花期磷营养效率分析(英文)

[目的]研究低磷胁迫下不同磷效率基因型大豆花期的磷营养效率。[方法]选用4个"磷低效"大豆基因型(D03、D05、D17和D18)和4个"磷高效"大豆基因型(D31、D34、D37和D38)为试验材料,采用土培试验,设高磷(+P)和低磷(-P)2个处理,分析不同磷效率大豆基因型的含磷量、吸磷量和磷的利用效率与磷效率的关系。[结果]低磷处理下,4个磷高效基因型大豆苗期植株吸磷量的优势均较明显,D34表现出较强的磷吸收能力,但其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和吸磷能力。相关与通径分析表明,在大豆花期(-P)和(+P)处理下,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。(-P)和(+P)处理的吸磷量和磷的利用效率对磷效率直接影响均较大,而吸磷量贡献更大;间接影响均较小。低磷胁迫下,在大豆的营养生长阶段花期,磷高效基因型适应低磷的机理是不同的,磷吸收效率即吸磷量是不同基因型大豆花期磷效率的主要变异来源。[结论]该研究明确了不同磷效率基因型大豆的磷吸收效率和磷利用效率对磷效率的贡献。     

不同大豆基因型苗期磷效率特性研究

[目的]探讨不同大豆基因型苗期磷效率特性。[方法]采用高、低磷土壤盆栽试验,对大豆苗期不同器官的吸收效率和利用效率进行了研究。[结果]低磷胁迫下,磷高效大豆基因型根、茎和叶的吸磷量明显高于磷低效基因型,对磷的吸收能力较强;磷低效大豆基因型的主要障碍是各器官的磷的吸收效率（即吸磷量）较低。在低磷处理下,根、茎和叶的干重与其吸磷量呈显著或极显著正相关,与其磷的利用效率均呈负相关。[结论]不同大豆基因型苗期对低磷胁迫的适应性反应可以从植株的磷营养效率得以综合体现。低磷胁迫下,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,磷高效大豆基因型苗期植株根、茎和叶对磷的吸收和累积能力较强是形成较多干物质的营养基础。     

不同大豆基因型耐低磷能力的评价

采用水培方法,在低磷(LP)和高磷(HP)水平下,对河北省广泛种植的17个大豆品种进行了比较研究,旨在筛选大豆耐低磷基因型,为合理布局大豆种植品种,提高土壤磷素利用率提供试验依据。结果表明:‘中黄15’、‘中黄19’、‘Nf37’与‘中黄10’、‘冀黄13’相比,在根干重、冠干重、根系活性吸收表面积、植株磷含量、分泌性酸性磷酸酶活性等方面差异显著,确定了‘中黄15’、‘中黄19’、‘Nf37’为耐低磷基因型,‘中黄10’和‘冀黄13’为不耐低磷基因型。     

大豆根形态和根分泌物特性与磷效率

通过土培和水培试验 ,对不同大豆品种进行了根系形态及根分泌物的比较研究 结果表明 :大豆在耐低磷特性方面存在着一定的品种差异 ,其中大豆品种南雄 36号有较高的耐低磷能力 ,在低磷 (P0 )胁迫条件下其苗期整株生物量为 1 5 0g/株 ,显著高于博罗 5 8号 (0 92g/株 )和博罗 61号 (1 0 3g/株 ) 在不同磷处理下 ,大豆的根冠比、主根长、总吸收面积和活跃吸收面积有变化 ,但品种间缺乏明显一致的规律性 ,表明这些性状不一定适合作为大豆磷效率比较的特异性指标 磷胁迫时大豆总酸和H+的分泌量较正常供磷条件下高 ,其中南雄 36号在磷胁迫时总酸分泌量为 0 93μmol·g-1·h-1,显著高于博罗 5 8号 (0 60 μmol·g-1·h-1)和博罗 61号 (0 63μmol·g-1·h-1) 此外 ,南雄 36号在低磷胁迫下草酸和乳酸分泌量均显著高于另外 2个品种 ,表明该品种对活化土壤中难溶性磷有一定的遗传潜力 ,具有较高的磷效率     

根构型分析在豆科作物磷效率研究中的应用

本文对根构型的概念、根构型的研究方法及豆科作物根构型与磷效率的关系进行了论述.初步研究表明,豆科作物根构型的一些指标(根重、根长、根吸收面积等)与磷效率具有较好的相关性.建议拟合具有普遍意义的根构型综合指标,指导豆科作物磷效率遗传性状改良.     

不同磷水平柱花草磷效率及根构型研究

为研究不同磷水平下柱花草磷效率的基因型差异及其与根构型的关系,利用盆栽试验,以磷低效、磷高效、磷敏感3种基因型柱花草品种为材料,研究0、0020、0035、0050、0075、0100、0200 g·kg-1共7个磷水平下,不同基因型柱花草的磷营养特性;并进一步比较两个代表性基因型（磷低效、磷高效）柱花草在对照(0 g·kg-1)、缺磷(0010 g·kg-1)、正常磷（0025 g·kg-1）处理下苗期根系生长状况,从而确定根构型与磷效率的关系。结果表明：不同基因型植株的磷含量、吸磷量随磷浓度的增加而增加,磷利用效率对磷浓度的反应趋势则相反。在不同磷处理下,磷高效基因型的磷利用效率均较高,且随着磷浓度的增加不同基因型品种磷利用效率的变化趋势度表现为：磷高效＜磷低效＜磷敏感。随着磷胁迫的加重,磷高效和磷低效基因型的侧根数、主根长、根体积、根表面积和根活跃吸收面积均增加,根直径减小。磷高效基因型柱花草根体积显著高于磷低效基因型,且在其他根构型指标上优于磷低效基因型。磷高效基因型品种较耐低磷,柱花草根系形态的改变是其适应低磷胁迫的重要机制。研究为柱花草的优质栽培提供理论依据。     

不同磷效率大豆基因型苗期吸收氮磷钾的差异

选用磷低效大豆基因型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（＋P）、低磷（-P）2个处理,分析了不同磷效率大豆苗期吸收氮磷钾的差异。结果表明,（-P）处理下,不同磷高效率大豆基因型根茎叶吸磷量有所不同,根茎叶的干重与吸磷量呈显著或极显著正相关,与磷利用效率呈负相关,但未达到显著水平,根、茎和叶的吸氮量和吸钾量均呈下降趋势。低磷胁迫下,抑制大豆苗期植株对氮磷钾的吸收,但磷高效大豆基因型对低磷胁迫的适应能力明显高于磷低效基因型。     

大豆苗期耐低磷筛选指标的研究

[目的]探讨简单、可靠的用于大豆苗期磷效率筛选的鉴定指标。[方法]采用高、低磷土壤盆栽试验,对大豆苗期的相对株高（RPH）、相对地上部干重（RAW）、相对根系干重（RRW）、相对地上部磷浓度（RAPC）和相对根部磷浓度（RRPC）5个指标进行了研究。[结果]相对株高受低磷胁迫影响较小,变异系数仅为9.07%,与其他指标的相关性未达到显著水平;相对地上部干重、相对根部干重、相对地上部磷浓度和相对根部磷浓度受低磷胁迫的影响较大,其变异系数也较大,分别为26.67%、22.68%、24.01%和15.87%,指标间的相关系数呈显著或极显著正相关。[结论]相对地上部干重、相对根部干重和相对地上部磷浓度可作为综合评价大豆苗期磷效率筛选的重要指标,相对根部磷浓度可作为辅助筛选指标。     

大豆苗期耐低磷筛选指标的研究

[目的]探讨简单、可靠的用于大豆苗期磷效率筛选的鉴定指标.[方法]采用高、低磷土壤盆栽试验:①高磷(CK).施过磷酸钙3.03 g/kg土,尿素[CO(NH2)2] 0.075 g/kg土,硫酸钾(K2SO4)0.075 g/kg土;②低磷.只施氮、钾肥,不施磷肥.对大豆苗期的相对株高(RPH)、相对地上部干重(RAW)、相对根系干重(RRW)、相对地上部磷浓度(RAPC)和相对根部磷浓度(RRPC)5个指标进行测定.[结果] 相对株高受低磷胁迫影响较小,变异系数仅为9.07%,与其他指标的相关性未达到显著水平;相对地上部干重、相对根部干重、相对地上部磷浓度和相对根部磷浓度受低磷胁迫的影响较大,其变异系数也较大,其顺序为:相对根部干重(26.67%)>相对地上部干重(22.68%)>相对地上部磷浓度(24.015)>相对根部磷浓度(15.87%),各指标间的相关系数呈显著或极显著正相关.[结论]相对地上部干重、相对根部干重和相对地上部磷浓度可以作为综合评价大豆苗期磷效率筛选的重要指标,相对根部磷浓度可以作为辅助筛选指标.     

低磷胁迫下不同磷效率基因型棉花的根系形态特征

【目的】从根系形态变化的角度阐述磷高效基因型棉花对低磷胁迫的响应特征及适应机理,为找出影响棉花磷素吸收的主要因子和通过根系塑性提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据。【方法】以磷高效基因型棉花品种新海18号（XH18）、中棉所42号（CCRI-42)、新陆早19号（XLZ19）和磷低效基因型棉花品种新陆早13号（XLZ13）、新陆早17号（XLZ17）为材料,通过特殊土培系统,研究不同磷效率棉花在不同磷水平下（低磷胁迫0、正常供磷150 kg·hm^-2）根系形态及其与植株磷素吸收的关系。【结果】低磷胁迫显著降低棉花生物量和磷累积量,其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低效基因型的1.21-2.08和1.35-1.91倍。施磷可显著增加土壤中Olsen-P含量。低磷胁迫下各基因型棉花品种Olsen-P较适磷条件显著降低,且磷高效基因型棉花降低幅度大于磷低效。在低磷胁迫条件下,磷高效基因型棉花品种在0-25 cm土层中土壤Olsen-P浓度低于磷低效,较磷低效基因型XLZ13和XLZ17分别平均降低了21.1%和30.1%。棉花的总根长、总根表面积、总根体积、平均根系直径在低磷胁迫下显著降低,其中磷高效基因型棉花在各施磷水平下的总根长、总根表面积、总根体积分别为低效基因型的1.54-1.97、1.52-1.92、1.47-1.84倍。低磷胁迫下,磷高效基因型棉花比根长、比根表面积和比根体积均显著大于磷低效基因型棉花品种,分别为低效基因型的1.10-1.25、1.07-1.22、1.01-1.16倍,而平均直径显著低于磷低效基因型,为磷低效基因型的34.2%-70.2%;主成分分析表明,总根长、总根表面积、总根体积、根干质量、中根长、粗根长受基因型差异的影响较为明显,是区分两类磷效率基因型棉花根系形态差异的主要指标。一般线性模型方差分解结果表明,总根长、总根表面积、总根体积、中根长、粗根长等根系参数是植株磷素吸收的重要影响因子。【结论】磷高效基因型棉花可较大幅度增加细根比例,降低根系总体细度,促使比根长增加,提高根系的构建效率,以适应低磷胁迫。     

Assessment on Phosphorus Efficiency Characteristics of Soybean Genotypes in Phosphorus-Deficient Soils

A glasshouse study compared the growth and phosphorus （P） efficiency of 96 genotypes of soybean [Glycine max （L.） Merrill] in a P-deficient soil. The soybean genotypes differed greatly in growth, nodulation and P uptake after growing in the soil for 45 days, with shoot biomass ranging from 0.91 to 1.75 g per plant. The application of P improved biomass production, nodulation and P uptake and decreased root to shoot ratio, root length and surface area and P utilization efficiency. The 96 soybean genotypes were divided into 3 categories in P efficiency using the principal component analysis and cluster analysis, and 4 categories according to F values in combination with growth potentials. The Pefficient genotypes were associated with high biomass production, root to shoot ratio, root length and surface area and P uptake but low shoot to root P concentration ratio under P deficiency. The results indicate that there is a substantial genotypic variation in P efficiency in existing germplasm, and that P efficiency was correlated positively with dry weights of shoots and roots, ratio of root to shoot dry weight, root length and surface area, root P content and total P uptake. The shoot dry weight under P deficiency and relative shoot dry weight （deficient P/adequate P supply） are effective and simple indicators for screening P-efficient genotypes at the seedling stage.     

不同磷效率基因型大豆根际微生物特性研究

对6种不同磷效率基因型大豆生物量、苗期根际微生物以及它们之间的关系进行了研究，结果表明：大豆基因型磷效率(PPER)与单粒大豆种子重量(SSW)有关，且不同磷效率基因型大豆在苗期出现了根际微生物数量比根外微生物数量相对少的趋势，但不同基因型大豆其根际微生物的根际效应与磷效率的高低关系不明显。相关分析表明，根际放线菌数量与不同磷效率大豆基因型的若干性状有很大相关关系。     

一种更有效的根构型研究纸培系统

在原有营养袋纸培系统的基础上,改进了磷供应方式,研究了介质磷空间有效性对大豆根构型的调控及基因型差异.结果表明:1)改进后的分层磷处理导致的介质磷空间有效模拟了农业生产系统中有效磷的分布,能够更高效地调控大豆根构型.在上层高磷下层低磷的分层磷处理中,大豆总根长和总根表面积增加、平均基根生长角度变小、根系分布变浅、植株磷吸收和生物量提高.2)改进后的分层磷处理导致的介质磷空间有效性对大豆根构型的调控基因型间差异显著.磷高效大豆基因型HN89比磷低效基因型HN112对磷空间有效性变化的反应更快,总根长和总根表面积的变幅更大,磷含量和生物量更高.     

磷对3个甘蔗品种(系)根系形态及磷效率的影响

探索磷对甘蔗生长的影响,为发掘磷高效甘蔗品种提供依据。以ROC10、ROC22和云蔗05-194为材料,采用沙培法种植,设低磷和高磷两个处理,研究3个甘蔗品种（系）的生长、根系形态、根系活力和根系磷效率。结果表明：与低磷处理相比较,高磷水平下ROC22和云蔗05-194的株高增加6.91%、34.99%,植株干质量增加22.59%、44.92%。在低磷水平下ROC10的株高、植株干质量、根长、根表面积、根体积比高磷水平下分别增加19.08%、20.37%、68.90%、74.48%、99.62%。本研究表明,在低磷处理下,ROC10的根系和植株生长较好,表现为相对耐低磷品种。     

种植密度和种植方式对超高产大豆根系形态和活力的影响

【目的】比较种植密度和单播、混播种植方式对大豆超高产品种和普通品种根系形态和活力的影响。【方法】于2012和2013年在盆栽条件下,研究不同种植密度和单混种植处理对超高产品种辽豆14、中黄35和普通品种辽豆11根系形态、根系活力和伤流成分的影响。采用随机区组试验设计,种植密度设3个水平（3株/盆、6株/盆和9株/盆）,2个种植类型（单一种植方式：各品种单播;混合种植方式：同一盆中各品种按1﹕1种植）。在大豆的开花期 （R2）、鼓粒中期（R6）和生理成熟期（R8）取样,将根系从土中取出,反复冲洗, 利用根系扫描仪WinRhizo Program（Re．gent Instruments Inc．Canada）对样根进行扫描测量,测定单株总根长、根表面积和根体积;根系活力用TTC法（甲醇浸泡法）测定;伤流液用重量法收取;伤流液中的磷用钼酸铵比色法测定（UV-2450）,钾用火焰光度计（PEAA800）测定,可溶性糖用蒽酮法测定;由超高产品种在混播、单播处理下根系性状的比值除以普通品种在混播、单播处理下根系性状的比值得到超高产品种相对于普通品种的根系竞争比率（RCR）,RCR＞1表示超高产品种比普通品种的根系竞争力强。【结果】超高产品种和普通品种大豆的根系形态性状、根系活力和伤流成分在密度和种植方式间均存在显著差异。整个生育期,不同品种大豆的根系形态性状和根系活力均在鼓粒期达到最大,伤流量和伤流成分的最高值则出现在开花期。鼓粒期至成熟期,超高产品种的单株根长、根体积普遍高于普通品种,单播和混播处理下,分别较普通品种高出8.2%、10.4%和53.9%、34.6%。超高产品种的根系活力较强,而且具有较高的伤流量和伤流成分,3种密度水平下,超高产品种的平均伤流量分别高出普通品种16.9%、42.0%和49.1%。超高产品种的根系竞争比率普遍高于普通品种。随密度的增加,超高产品种和普通品种的单株根表面积和根体积下降,其中普通品种的下降幅度更大,达50.9%和50.7%。混播时超高产品种与普通品种的根系活力差异随密度的增加而增大;超高产品种相对于普通品种的根系竞争比率也提高,由平均1.00增至1.63,其中6株/盆处理下根系竞争比率增幅达到显著水平。6株/盆和9株/盆的种植密度下,超高产品种的单株籽粒产量高于普通品种,混播时差异达显著水平;随密度的增加,超高产品种和普通品种的单株生物量和籽粒产量下降,其中普通品种的下降幅度更大,达62.5%和60.0%;大豆根系形态性状、根系活力与单株生物量和籽粒产量呈显著或极显著正相关。【结论】超高产品种在密植条件下根系更发达,具有较强的根系吸收能力、竞争力和较高的物质生产力。     

大豆耐低磷指标筛选与耐低磷品种鉴定

为了对大豆耐低磷指标的进行分析与评价,并筛选与大豆磷效率耐低磷性密切相关的重要指标,选取了41个大豆品种进行了耐低磷系数进行比较和分析,并对酸性磷酸酶活性与相应的株高、干物质量和磷利用效率的耐低磷系数利用NTSYS软件进行聚类分析。结果表明：①2 μmol/L（LP）和1 000 μmol/L（NP）处理下22个品种根尖酸性磷酸酶(RAPA)的耐低磷系数（1.922 9~35.201 1）,32个品种LAPA的耐低磷系数（1.048 2~4.465 5）,9个品种株高的耐低磷系数（0.923 1~1.000 0）,17个品种干物质量的耐低磷系数（1.000 0~2.125 0）,28个品种全磷含量（P%）的耐低磷系数（1.083 2~6.757 3）,18个品种磷利用效率的耐低磷系数（1.005 4~3.308 6）,不同基因型品种中耐低磷系数差异大;②RAPA活性与相应品种的株高、干物质量和磷利用率之间耐低磷系数存在极显著正相关（r=0.55、0.72、0.43）;③RAPA活性和株高、干物质量、磷利用效率等磷效率相关因素的耐低磷系数进行聚类分析,鉴定出高度、中度和非耐低磷型品种。上述结果说明RAPA活性耐低磷系数可作为影响磷效率耐低磷性的重要因素,可用于大豆耐低磷品种的筛选及分子辅助选择。