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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

低磷胁迫下不同基因型棉花生理和形态的响应差异

盆栽条件下,选用18个不同基因型棉花品种,研究2个磷水平:适磷P(KH_2PO_4 1.00×10^-3 mol·L^-1)处理和低磷P 0(KH_2PO_4 0.01×10^-3 mol·L^-1)处理对棉花幼苗的磷利用效率、叶绿素含量、地上地下鲜重和干重及形态特性的影响。试验结果表明:棉苗地上部鲜重、地上部干重、总干重、总叶面积、叶绿素含量和磷利用率等指标在不同磷处理水平和不同基因型品种间都存在着显著或极显著差异,可作为研究品种耐低磷能力的性状指标;各性状相对值变异系数的大小顺序为:总叶面积>地上部干重>总干重>地上部鲜重>叶绿素含量>磷利用率;根据相对值表现及聚类分析表明:中棉所42号、新陆早19号和鲁研棉28号在低磷和适磷处理的比较中,各测定指标的综合表现良好,能够很好的适应低磷胁迫条件,属于耐低磷基因型品种。     

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。     

棉花不同品种钾吸收效率差异的根系形态学和生理学机理

用6个棉花品种作为试验材料,通过水培试验比较其对钾的吸收能力,研究其根系形态学、生理学特征和K+吸收动力学参数。结果表明,低钾胁迫下,钾高效品种中棉所64的根干物质质量、根体积、根活跃吸收面积、根活跃比表面积最大,根系活力最强;钾高效品种中棉所35的根干物质质量较大、根长而细,根总吸收面积最大,根总比表面积都最大,根系活力也较强,且K+最大吸收速率Imax最大,最小临界浓度Cmin较小,耐低钾能力强。而钾低效品种中棉所50和中植棉2号的根系形态学等指标都较差,根系活力较弱,且Imax也较小。该研究不仅有助于阐明棉花耐低钾胁迫的机理,而且能评价不同品种对低钾的适应能力。     

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.     

磷胁迫对不同基因型甜菜根系形态及根分泌物的影响

选用了三种不同抗磷胁迫能力的基因型甜菜种质材料‘品14’、‘品17’和‘品20’,通过液培和沙培法对低磷胁迫下甜菜根长、根冠比、根系H+及有机酸分泌等形态和生理特性进行了研究。结果表明：（1）磷胁迫对甜菜根系的形态特征影响显著,与正常磷营养水平比,各基因型甜菜的根系长度和根冠比均有显著增加（p<0.05）,其中抗磷胁迫能力最强的‘品20’增加幅度显著高于其他两个基因型;（2）甜菜根系主要分泌草酸、乳酸、马来酸及反丁烯二酸,其中大部分为草酸和乳酸,在低磷胁迫下,只有抗磷胁迫能力最强的‘品20’此两种酸的分泌达到显著增加水平;（3）不同基因型甜菜受磷胁迫后,近根区生长环境变化各异,其中抗磷胁迫能力最强的‘品20’H+的分泌量的增幅显著高于其他两个基因型。     

不同磷效率大豆基因型根形态构型对低磷胁迫的响应

探讨大豆根系形态构型指标在低磷胁迫下的适应性反应,研究根系形态构型指标与磷效率的关系。本试验选用3个“磷低效”大豆基因型D3、D17和D18及“磷高效”大豆基因型D34、D37和D38,采用田间试验,设高、低磷两个处理,对大豆基因型磷效率与根形态构型指标的关系进行了研究。结果表明,在高磷处理下,供试大豆根系各形态构型指标和根干生物量均无显著差异,在低磷处理下,各基因型间差异达到显著水平。相关分析表明,根长、根表面积和根生物量与地上部干生物量达到显著或极显著正相关,根直径与磷效率相关系数未达到显著水平。低磷胁迫时,根长、根表面积与根生物量影响植物的磷效率,而根直径对磷效率的影响较小。因此可以把根长、根表面积作为大豆磷效率筛选的重要指标,把根生物量作为辅助筛选指标。     

硼对棉花不同品种根系吸收活力、根系分泌物和伤流液组分的影响

营养液培养条件下研究棉花不同品种根系特性对缺硼反应的差异。结果表明 ,缺硼后两棉花品种根系生长受抑制 ,根重、体积、总吸收面积及活跃吸收面积均显著降低 ,但敏感品种 970 6降低幅度比不敏感品种 970 2更大 ;缺硼还使敏感品种根系比表面积降低 ,而不敏感品种却明显增加。缺硼胁迫对两棉花品种伤流量和根系分泌物的影响也不同 ,它们的一些组分如可溶性糖、游离氨基酸、NO- 3、K+和无机磷等的含量在品种之间存在一定的差异     

不同棉花品种苗期钾效率差异的初步探讨

通过营养液培养研究了4个棉花品种苗期在不同钾水平下的生长及钾营养状况等方面的差异。供试的4个品种钾效率系数存在显著差异。其差异首先在外部形态上表现出来,高效品种较低效品种具有明显的生长优势。叶绿素含量在低钾时,各个品种均表现为上部叶高于下部叶;在较高钾水平时,上部叶片与下部叶片的叶绿素基本相当。低钾时,植株的茎叶钾含量有大于根部钾含量的趋势。较高钾时,根和叶片的钾含量基本相当,都大于茎的钾含量;愈是低钾地上部钾素积累量占的百分率愈大,钾素愈向上部转移。效率较高的鄂抗8号钾积累量是效率低的国抗1号的4.31倍,说明高效植物的钾吸收效率高。在较高钾水平时,不同品种钾积累量差距减少。上述结果也说明通过扩大棉花品种的筛选规模,确定合适的钾的筛选浓度,从棉花筛选获得典型的钾高效的基因型是可行的。     

短季棉和长季棉钾效率和根系对钾缺乏响应的差异

为了探讨不同熟性棉花品种之间是否存在钾效率和根系生长对钾缺乏响应差异,在室内水培条件下,以中熟/长季棉（百棉1号、鲁棉研28）和早熟/短季棉（中棉所50、百棉2号）为材料,将刚出苗的幼苗转移至含不同K浓度[钾缺乏（0．05 mmol/L）和钾充分（2．5 mmol/L）]的培养液中生长,于幼苗期开展研究。结果表明,幼苗在营养液中分别生长至7 d和13 d时,4个棉花品种的钾效率（钾缺乏条件下的幼苗干质量）和根系干质量及根系总长度、总表面积和总体积对钾缺乏响应方面均存在显著差异,但均没表现为长季棉类品种和短季棉类品种两大类别之间的一致性差异;4个品种的钾效率和根系生物参数（根干质量、根系总长度和总面积）呈正相关。13 d时,低钾对长季型棉花品种细根长度和面积的抑制率（61．8％～75．5％）明显高于短季型棉花品种百棉2号（47．7％～51．4％）,并且明显提高了中棉所50的细根长度和面积;低钾对长季型棉花品种中根长度和面积的抑制率（40．7％～53．9％）也明显高于短季型棉花品种（18．0％～36．2％）。幼苗培养从7 d延长至13 d时,不论是高钾水平还是低钾水平下,细根长度和面积所占比例增加,中根长度和面积所占比例下降;低浓度钾条件下,2个短季型棉花品种的细根长度和面积所占比例上升幅度显著大于2个长季型棉花品种。因此,不同熟性棉花品种的细根生长对钾缺乏的响应存在差异性。