不同磷效率小麦对低铁胁迫的基因型差异

用营养液培养方法研究了不同磷效率小麦幼苗对低铁胁迫的基因型差异。结果表明,低铁胁迫(-Fe)对磷高效基因型小麦生长的抑制作用显著大于对磷低效基因型。低铁处理下,磷高效基因型81(85)-5-3-3-3、Xiaoyan54和Taihe-5025的植株地上部干重平均比正常供铁(+Fe)处理下降55.2%;磷低效基因型Jinghe90-Jian-17、NC37和Jing41平均33.0%。低铁胁迫显著降低了磷高效基因型小麦的叶片叶绿素含量,3个磷高效基因型的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量分别降低了35.6%、35.3%和35.3%,磷低效基因型分别降低了16.8%、7.7%和11.9%。低铁胁迫对小麦的根系生长、根系吸磷量和磷利用效率均未产生明显的影响,但显著降低了磷高效基因型小麦的植株地上部吸磷量和根效率比。与正常供铁的处理相比,磷高效和磷低效基因型小麦的地上部吸磷量和根效率比在低铁处理中平均降低了55.0%、54.9%和32.5%、36.4%。磷高效基因型小麦植株体内积累的磷量明显高于磷低效基因型,这是磷高效基因型不耐低铁的主要原因。磷效率越高,对低铁的反应越敏感。     

低磷胁迫下小麦地上部某些性状的基因型差异

用液培方法并结合田间试验研究了低磷胁迫下小麦的磷素利用效率、光合效率、水分利用效率以及抗衰老能力的基因型差异。结果表明,与低效基因型相比,磷高效基因型的叶绿素含量和CO₂固定速率分别高320%和26.0%,叶片膜脂抗过氧化能力高75.0%,蒸腾速率低130.0%,根际土壤含水量高56.6%。在低磷条件下,所有基因型的磷素利用效率都显著提高,但磷高效基因型提高563.0%,而磷低效基因型仅提高66.0%。说明小麦的光能利用效率、植株的保水能力、生物膜的抗氧化能力都与基因型的磷素利用效率密切相关。     

低磷胁迫下小麦根系反应的基因型差异

本研究采用液培、根际原位显色和离子耗竭技术等方法,探索了小麦不同基因型根际对磷酸三钙的溶解作用,根际分泌酸性磷酸酯酶,根际氧化还原活力以及吸磷动力学的差异。结果表明,磷高效基因型不仅根系发达,而且溶解磷酸三钙的能力、酸性磷酸酯酶的分泌量和活性,对还原态甲烯蓝的氧化作用,对TTC的还原作用和吸磷动力系参数中的Imax等都显著优于磷低效基因型。有机碳分泌量高,对钙的吸收速度快也是磷高效基因型的重要特性。     

低磷胁迫下溶液培养大豆生长和磷素营养特性及其与土培下磷效率特性的关系

采用无磷 (P0 )和低磷 (P1 )溶液培养方法 ,对 1 9份经田间和盆栽土培试验中磷效率特性表现不同的大豆基因型进行研究 ,探讨低磷溶液培养条件下大豆基因型生长和磷素营养特性及其与土培条件下磷效率特性的关系。结果表明 ,在低磷溶液培养下 ,不同大豆基因型吸收溶液中可溶性磷的能力存在差异 ,吸收的磷量可达到自身固有磷量的 5 %～ 80 %左右。土培条件下磷效率比值相对值较小 (即在酸性红壤耕地上适应性较好 )的基因型 ,在低磷溶液培养下 ,不同基因型吸收溶液中可溶性磷的能力有强有弱 ;而磷效率比值相对值较大 (即在酸性红壤耕地上适应性较差 )的基因型 ,亦有相似的表现。低磷处理的不同大豆基因型植株鲜重净增量为无磷处理的 17.79%～99.09% ,植株干重净增量为 15.64 %～11.6 67%。无磷处理的植株干、鲜生物量 ,地上部干、鲜量 ,磷效率比值和低磷处理的磷效率比值以及种子重与土培条件下大豆基因型磷效率比值相对值呈显著、极显著正相关。     

低磷胁迫对不同番茄基因型苗期影响的研究

通过水培试验，对9个基因型番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)幼苗在低磷胁迫下的反应进行了研究。研究结果表明：番茄在耐低磷特性方面存在着一定的基因型差异，番茄基因型37号和25号与2号、4号和46号相比具有相对高的磷效率。在低磷胁迫下，25号和37号具有相对较高的生物量、根冠比和吸磷量。另外，低磷胁迫严重影响番茄根部对磷的吸收。该研究初步确定了低磷胁迫对番茄苗期的影响，为以后进一步研究番茄磷效率打下了一定的基础。     

不同基因型植物低磷胁迫适应机理的研究进展

提高磷（Ｐ）效率的途径之一是选择在Ｐ胁迫下能实现高产的新的基因型植物。阐述了低Ｐ胁迫下植物根的粗细,根毛的数量和密度,侧根的数量,根系牧民分泌物种类数量的差异,酸性磷酸酶活性等形态和生理方面的适应性反应,与耐低Ｐ有关的基因定位、克隆的研究进展,揭示了植物低Ｐ胁迫时的适应机制。     

低磷胁迫对不同番茄基因型苗期影响的研究

通过水培试验,对9个基因型番茄(L y cop ersicon escu lentum M ill.)幼苗在低磷胁迫下的反应进行了研究。研究结果表明:番茄在耐低磷特性方面存在着一定的基因型差异,番茄基因型37号和25号与2号、4号和46号相比具有相对高的磷效率。在低磷胁迫下,25号和37号具有相对较高的生物量、根冠比和吸磷量。另外,低磷胁迫严重影响番茄根部对磷的吸收。该研究初步确定了低磷胁迫对番茄苗期的影响,为以后进一步研究番茄磷效率打下了一定的基础。     

低磷胁迫下磷高效玉米单交种的形态生理特性

以齐319耐低磷突变体为亲本组配的杂交组合SD-1、SD-2为供试材料,采用溶液培养方法研究了它们对磷的吸收、转运及植株体内磷的利用效率,进而确定在低磷胁迫下其对根系形态学和生理生化机制的适应性反应。结果表明,磷胁迫下(-P)与对照(SD-1-CK、SD-2-CK)相比SD-1、SD-2有较强的磷吸收能力和利用效率;SD-1、SD-2的根系干重、总根长、根总表面积、平均根尖数均明显增加,而平均直径减小;在与磷吸收效率有关的生理指标上,SD-1、SD-2具有更大的根总吸收面积、活跃吸收面积以及在磷吸收动力学上表现出较大的Imax和较低的Km、Cmin。因此认为,SD-1、SD-2对磷具有高的吸收效率是由于根系生长旺盛,根系吸收面积大、根系活力强和对磷亲和力高所致。     

低磷胁迫下不同基因型玉米籽粒磷含量及品质性状分析

从我国北方和西南各地共收集129个自交系玉米品种,通过田间试验,研究了正常磷（120kg P₂O₅/hm2）和低磷（0kg P₂O₅/hm2）2种施磷水平下,依据百粒重筛选出的15个耐低磷基因型玉米品种及5个磷敏感基因型玉米品种的籽粒磷含量及品质性状的变化情况。结果表明,低磷胁迫对于磷敏感基因型玉米籽粒中磷含量、粗淀粉、粗油分含量变异程度的影响明显大于耐低磷基因型玉米,对粗蛋白含量变异程度的影响则低于后者。相关性分析结果表明,在2种施磷水平下的籽粒粗淀粉与籽粒粗蛋白质含量都呈极显著负相关,籽粒粗淀粉与籽粒粗油分含量不相关。低磷胁迫下,各典型自交系玉米品种的磷含量与粗淀粉、粗油分、粗蛋白之间,粗蛋白与粗油分之间的相关性都比正常施磷水平增加。通过研究筛选出的20个典型自交系玉米品种,籽粒中粗淀粉、粗油分、粗蛋白含量在不同磷水平下的变化有着极显著的基因型差异（P＜0.01）,具有进一步的研究价值。     

不同耐低磷玉米自交系生长发育特征研究

采用盆栽和田间试验方法研究了低磷胁迫对不同耐低磷玉米基因型全生育期生长发育的影响。结果表明,不同自交系在生长发育过程中对低磷胁迫的反应存在明显差异,在苗期耐低磷自交系植株干重和缺磷症状的相对值显著高于敏感自交系;到拔节始期,耐低磷自交系仍无缺磷症状,而敏感自交系症状加剧;进入生殖生长期后,耐低磷自交系孕穗期上部叶干重、茎干重受低磷影响的程度显著低于敏感自交系;至吐丝期,不同自交系间的耐低磷差异除了表现在植株干重上外,穗位高、雄花分枝数、功能叶面积也出现显著差异,低磷胁迫下耐低磷自交系这几个性状的相对值均显著高于敏感自交系;在成熟期,低磷胁迫下耐低磷自交系的相对产量较大,敏感自交系的相对产量较小。受低磷影响,敏感自交系的抽雄期、抽穗期、吐丝期和散粉期都显著延迟,而耐低磷自交系受影响较小或几乎不受影响。     

Genotypic Differences in Spectral and Photosynthetic Response of Peanut to Iron Deficiency

To assess the genetic variability of peanut (Arachis hypogaea L.) in tolerance to iron (Fe) deficiency, spectral and photosynthetic parameters of 12 peanut cultivars were determined. The results showed that peanut exhibit significant variations in spectral and photosynthetic parameters within cultivars in response to Fe deficiency. The 12 peanut cultivars were separated into three groups, which include (i) a Fe-deficient tolerant cultivar (‘Zhenghong 3’), (ii) a Fe-deficient sensitive cultivar (‘Huayu 22’), and (iii) ten intermediate cultivars. Iron deficiency caused an increase in root biomass, root/shoot ratio, structure independent pigment index and intercellular carbon dioxide (CO₂) concentration, but resulted in a decrease in net photosynthetic rate (Pn), quantum yield of PS II photochemistry (F_v/F_m), effective quantum yield of PS II (ΦPS II), photochemical reflectance index, red edge point, and chlorophyll normalized difference index. Iron deficiency-induced decline in net photosynthetic rate may be resulted from the reduction of photosynthetic pigment contents and inhibition of PSII photochemistry.     

玉米种子发芽生理和抗氧化系统对砷胁迫响应的基因型差异及其机制研究

为探究不同基因型玉米品种对砷胁迫的响应差异性,本研究采用营养液培养试验,研究了砷胁迫下20个玉米品种的发芽势、发芽率、根长、株高、干重、地上部及根部砷含量、抗氧化酶活性、抗氧化非酶物质含量及基因表达等指标变化,评价了不同基因型品种的耐砷性.结果表明,与对照(CK)相比,砷处理条件下,玉米各测定指标表现出明显的差异性,其...     

滴灌条件下不同磷肥品种对土壤磷有效性及玉米产量的影响

通过模拟试验及田间试验研究不同磷肥施用后对土壤磷有效性的动态变化和分布特点,以及玉米磷吸收和产量响应的影响。田间和模拟试验包括4个处理,分别为对照(不施磷肥)、MAP(磷酸一铵)、UP(磷酸脲)和AAP(水溶性聚磷酸铵)。模拟试验中,不同磷肥均提高土壤中有效磷含量,APP处理10—15 cm土层有效磷含量增加最多。在均匀的养分投入和管理水平下,3种磷肥品种均有土壤酸化效果,其中UP处理最为显著。田间试验中,玉米生长后期,APP处理的土壤有效磷含量在深层土壤分布较高,UP处理土壤pH较低,均有利于改善土壤的供磷能力,提高土壤有效磷含量;APP处理对根系发育有显著的促进作用,玉米组织磷含量和磷吸收量最大,产量最高(14.40 t/hm^2)。3种磷肥中,APP处理移动性较好,土壤深层有效磷含量增加,利于根系生长和养分的吸收,提高产量。水溶性聚磷酸铵(APP)是一种适合于玉米灌溉施肥的肥料。     

Phosphorus Use Efficiency of Wheat Genotypes Grown in Calcareous Soils

ABSTRACT

Phosphorus (P) deficiency and low P-use efficiency are induced by soil properties, especially in calcareous soils, which are dominant in semi-arid regions of the world such as the Mediterranean region. Alternative approaches to P fertilization involve exploiting plant genetics in order to achieve more efficient use of P by the growing crop. Accordingly, in a greenhouse pot experiment, we evaluated P-efficiency in wheat genotypes grown in typical calcareous soils in southern Turkey. Ten common local genotypes were grown in six soil series for eight weeks using five P application rates (0, 25, 50, 100, and 200 mg P kg^?1). Dry matter (DM) yield and P content were significantly increased by increasing P rates, with significant differences between soils. Some genotypes performed better under P stress because of better P utilization efficiency. Shoot DM was the most sensitive indicator of genetic variability under P-deficient conditions. Genotypes classified as efficient-responsive (Adana-99, 1014, Golia, Balatilla) had above average DM yield when P was not added, and responded well to P applications; efficient-non-responsive genotypes (Firat-93, Seri-82, Genc-99, Panda) had below average DM yield, but responded to P applications; inefficient-non-responsive genotypes (Fuat Bey and Ceyhan-99) had below average DM yield; and no genotypes were in the inefficient responsive category. Such P response categorization is needed for better breeding programs for nutrient-use efficiency. The study may aid in selecting P-efficient genotypes in low-P soils, especially where little P is used. The use of P-efficient genotypes should be seen as complement to, rather than a substitute for, chemical P fertilization depending on local conditions.     

水稻氮素利用效率的基因型差异与调控途径

针对当前我国稻田土壤普遍施氮过量，水稻氮素利用效率不高的问题；本文综述了水稻氮素利用率与其基因型差异的生理机制和分子生理层面的研究进展。水稻氮素利用效率受多方面因素的制约，品种间的氮素利用效率差异是制约实际生产的关键因素，这种差异对水稻氮素营养特征的作用主要体现在水稻产量形成、光合特征和根系生物学特征等方面。水稻对不同形态氮素的吸收、转运和同化等过程都由相关的转运蛋白、酶类所控制，有关分子遗传方面的研究将对水稻氮素干物质生产效率和源库关系的协调提供助力。另外，氮素的同化需要能量和碳骨架，增强叶片光合碳同化的强度将驱动植株体内的氮素趋于更合理的分配，有利于氮素利用效率的提升。当前，利用水稻基因型差异的生理特性和遗传操作对调控水稻氮素利用的尝试已经有了诸多成果。未来应借助其多个遗传位点的功能特性，并通过增碳调控途径，以增强叶片作为光合同化物源强的方式更好地优化和协调源库关系，并对这些过程的生理机制开展更为深入的研究，以期对改善当前的水稻氮素利用效率和促进生产提供支撑。     

石灰性土壤施用不同磷肥对玉米苗期生长和土壤无机磷组分的影响

研究旨在探讨不同磷肥品种对玉米生长发育和土壤无机磷组分的影响,以期为磷肥高效利用提供参考.采用盆栽试验,设置6个处理:磷酸一铵(MAP)、过磷酸钙(SSP)、聚磷酸铵(APP)、氮磷复合肥硝酸磷肥(NiP)、硫酸铵+过磷酸钙混施(SA+P),试验60天后测定了玉米的生物学指标和玉米植株磷素含量,同时测定了土壤有效磷与土...     

低磷胁迫下加硅对玉米苗期硅、磷营养及叶绿素荧光参数的影响

为研究硅对低磷胁迫下玉米苗期硅、磷吸收积累和叶绿素荧光参数的影响,采用砂培方式模拟低磷胁迫环境,以玉米品种正红2号和正红115为供试材料,设置3个磷浓度:重度低磷胁迫P1(0.01mmol/L)、中度低磷胁迫P2(0.1 mmol/L)和正常磷浓度P3(1 mmol/L),设置3个硅浓度:Si1(0 mmol/L)、Si2(0.75mmol/L)和Si3(1.5mmol/L),定苗培养28d,测定植株顶部往下第1全展叶叶绿素荧光参数、植株干物质重、硅和磷素含量和积累量。结果表明:(1)磷浓度从P3降低至P2和P1,2个玉米品种平均,单株干物质积累量、硅积累量、磷积累量分别下降34.73%,39.26%,29.10%,33.01%,81.81%,87.63%;同时降低叶片PSⅡ反应中心开放程度、减弱光能捕获和光能转换能力、降低电子传递效率,导致植株叶片热耗散能力明显增强。(2)硅浓度从Si1增加至Si2和Si3,2个玉米品种平均,单株干物质积累量、硅积累量、磷积累量分别提高21.54%,36.05%,120.08%,236.65%,39.81%,69.17%;同时增加叶片PSⅡ反应中心开放程度,提高光能捕获和光能转换效率,增加电子传递效率,加速利用过剩激发能。(3)玉米植株硅积累量和磷积累量呈显著正相关,并且Fv/Fm(XE)、Fv′/Fm′(XE′)、Fq′/Fm′(φPSⅡ)、ETR与植株硅积累量和磷积累量也呈显著正相关。(4)在P3和P2处理中,与Si1相比,Si2和Si3能明显提高正红2号和正红115植株硅、磷素积累量,提高叶片对光能的捕获、转化和传递效率,提高植株的干物质积累量;在重度低磷胁迫P1处理中施硅对玉米幼苗硅、磷营养和叶绿素荧光参数的改善作用十分微弱。综上所述,在非严重低磷胁迫条件下,外源加硅可以增强玉米对硅、磷的吸收和积累,提高叶片光合物质生产能力,加速消耗过剩的激发能,减轻光抑制。     

Genotypic Differences Among Plant Species in Response to Aluminum Stress

Abstract

Genotypic differences in aluminum (Al) resistance in rye (Secale cereale L.), triticale (X Triticosecale Wittmack), wheat (Triticum aestivum L.), and buckwheat (Fygopyrum esculentum Moench) were examined using a compartmental hydroponic system. Four-day-old seedlings were grown for 24 h in 0.5 mM CaCl₂ (pH 4.5) containing 0 or 50 μM Al. Relative root elongation (RRE) at 50 μM Al. (as a percentage of that at 0 Al) was used as the index of Al resistance. On average, rye exhibited the highest Al resistance, followed by buckwheat, triticale, and wheat. However, triticale displayed the greatest genotypic differences. Al content in the root tips of triticale breeding lines negatively correlated with RRE (r = 0.5, P < 0.01), implying that the Al exclusion mechanism contributed to Al resistance. Furthermore, high Al resistance in buckwheat correlated well with the growth habitats of buckwheat, indicating that adaptation mechanisms giving good Al resistance have evolved in buckwheat. All of these results suggested that it is possible to obtain greater Al resistance in plants by screening current existing cultivars. The selection of new cultivars with increased Al resistance and sensitivity will provide important material for further studies exploring Al phytotoxic and resistant mechanisms.