缺磷胁迫条件下大豆根系有机酸的分泌特性

采用水培和砂培方法检测了缺磷胁迫条件下大豆不同生育时期根系有机酸的分泌总量和组分的变化,结果表明:不同磷处理埘大豆根系分泌有机酸有显著的影响,缺磷胁迫条件下,不论是有机酸总量还是各有机酸组分的含量均显著高于正常供磷水平,差异显著,表明缺磷胁迫是促进大豆根系分泌有机酸的一个重要原因;大豆根系有机酸的分泌随生育时期而变化,表现为先增加后降低,在花期达到分泌高峰;大豆根系分泌的有机酸各组分在水培和砂培条件下基本一致,主要以苹果酸、柠檬酸、草酸、酒石酸等为主,砂培条件下有机酸的分泌量为水培条件下的2-3倍.     

磷影响大豆根系分泌有机酸总量和不同根区有机酸量

采用营养液培养的方法,设置由无磷转化为供磷(0-50)和由供磷转换为无磷(50-0)2个处理,分析了磷转换处理对不同根区有机酸的影响.结果表明:大豆生长对磷素的需求非常迫切,50-0处理根系可溶性磷含量相对较高,而0-50处理地上部可溶性磷含量相对较高;50-0处理根系有机酸分泌量较0-50处理大,而且分泌量随着距离根...     

低分子量有机酸对大豆根系形态和磷素吸收积累的影响

采用砂培试验研究了几种低分子量有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸和三种酸的混合)对根系形态和磷素吸收积累的影响.结果表明:不同有机酸处理均显著降低了大豆根系生物量和根冠比,同时使根长、根表面积和根体积均显著降低,而且随着有机酸浓度的增加抑制作用加强,几种有机酸混合后,抑制作用也相对增强,表明不同有机酸处理均抑制了大豆根系的生长,同时使大豆根系的竞争能力降低.几种有机酸处理均降低了大豆对磷素的吸收积累,从而降低了大豆对磷素的吸收效率,但磷利用效率增加.     

低磷胁迫对不同基因型大豆保护酶活性的影响

以磷效率差异显著的垦鉴27(磷高效型)和丰收25(磷低效型)2个品种为供试材料,采用盆栽控制磷供应水平方法研究了不同基因型大豆各生育时期的细胞膜透性、SOD、POD、CAT活性以及MDA积累状况.结果表明:2种基因型大豆在磷供应充足的情况下,保护酶活性差异不显著;低磷胁迫下,丰收25细胞膜透性大幅度升高,相对电导率升高41.01%,MDA含量增加23.43%,保护酶活性明显下降,SOD活性降低12.52%,POD活性降低24.16%,CAT活性降低31.75%;垦鉴27细胞膜透性稍有增加,相对电导率升高19.39%,MDA含量增加14.11%,保护酶活性略有降低,SOD活性降低4.98%,POD活性降低13.21%,CAT活性降低28.81%.由此说明,垦鉴27可以通过对磷素高效利用,提高保护酶(SOD,CAT和POD)活性降低O2的产生速率,从而降低细胞膜透性,而丰收25这种自我保护能力较差.     

大豆磷胁迫响应研究进展

磷是影响植物生长和发育的重要大量元素之一。土壤中有效磷含量很低,限制了大豆生长,在磷胁迫下大豆会产生一系列适应性的变化。大豆如何适应低磷胁迫环境和高效吸收利用土壤中有限的有效磷已经成为当前的研究热点。文章综述了低磷胁迫下,大豆植株形态、生理生化指标的变化,基因水平的差异表达和磷胁迫下mRNA的表达,并对大豆对磷胁迫响应研究方向作了分析与展望,以期为大豆耐低磷研究及磷高效大豆品种改良提供理论依据和新思路。     

缺磷胁迫对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响

采用砂培培养方法研究了缺磷胁迫对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响.结果表明:缺磷胁迫抑制了大豆根瘤的生长,表现为根瘤干重重下降,根瘤数量减少;缺磷胁迫显著降低了大豆的固氮能力,表现为根瘤吲氮酶活性和豆血红蛋白含量降低;缺磷胁迫降低了大豆的固氮量,固氮量随磷水平的增加而增加,随着生育时期的推进,固氮量表现为先增加后降低再增加的趋势,无磷(0μmol·L~(-1))与高磷(50 μmo·L~(-1))以及低磷(30μmol·L~(-1))与高磷处理间均达到了5%的显著差异.因此,缺磷胁迫抑制了大豆的结瘤固氮作用,使大豆的同氮效率降低.     

磷铝互作对茶树根系生长及有机酸分泌的影响

为探究磷铝互作对茶树生长的影响,设置了3个铝浓度以及5个磷浓度进行磷铝交互处理,分析茶树根系生长、有机酸分泌以及磷铝元素吸收的变化。结果表明,低磷（0.01 mmol∙L^-1）或高铝（1 mmol∙L^-1）均能显著促进茶树新根生长,且低磷高铝共同处理下茶树新根根尖数、根长、平均直径及干物质增加量均达到最大值;高铝能够使高磷（0.5 mmol∙L^-1）条件下受阻的新根恢复生长;除高磷处理外,提高环境中的磷铝浓度能够显著促进另一元素在茶树根部的积累。一定范围内磷能够显著促进铝在嫩叶中的积累;但磷充足时（>0.05 mmol∙L^-1）铝却会抑制磷在嫩叶中的积累。在磷充足时,提高铝浓度均能促进草酸、苹果酸、柠檬酸的分泌;提高磷浓度能促进柠檬酸的分泌,低磷能促进草酸和苹果酸的分泌,且低磷高铝协同促进苹果酸的分泌。双因素方差分析结果表明,磷、铝浓度及其交互作用对茶树新根的根长、根尖数、磷铝吸收及有机酸分泌均有极显著影响（P<0.01）,可见磷铝互作能够显著影响茶树根系生长及有机酸分泌。     

低pH和铝胁迫对胡椒根细胞存活和有机酸分泌的影响

以胡椒插条苗为研究对象,通过在低pH和正常pH营养液中添加不同浓度铝,研究胡椒根系细胞存活和有机酸分泌对低pH和铝胁迫的响应。结果表明:pH5.0(低pH)条件下,不添加铝时,胡椒根细胞即表现出坏死症状,当添加80μmol/L铝时,胡椒根细胞开始凋亡,200μmol/L铝添加导致胡椒根细胞全部死亡;pH6.0(正常pH)条件下,当添加80μmol/L铝时,胡椒根细胞出现坏死症状,200μmol/L铝添加导致根尖细胞大量凋亡。由此可见,低pH和铝的双重胁迫加速胡椒根细胞凋亡。低浓度铝添加致使胡椒根系分泌有机酸速率增加,柠檬酸为胡椒适应低pH和铝胁迫分泌的主要有机酸;在低pH和正常pH条件下,40μmol/L铝添加均可诱导胡椒根系柠檬酸分泌速度的增加,苹果酸仅在正常pH条件下低浓度铝胁迫时分泌速率增加。因此,低pH条件下,铝胁迫引起胡椒根系分泌有机酸种类减少,分泌速率降低。研究还发现Al3+是对胡椒毒害最严重的铝形态,是pH4.5土壤中的主要铝形态,目前海南省胡椒主要植区有50%的土壤pH低于4.5,所以对于胡椒园土壤的铝毒害应引起足够重视。     

大豆适应低磷胁迫的机理初探

通过营养液栽培试验研究大豆适应低磷胁迫的机理，试图找出供试大豆在水培条件下对低磷胁迫下的适应性与田间表现的关系，为快速选育磷高效品种提供具有参考价值的实验数据。结果表明：在水培条件下，大豆在磷效率方面存在着显著的基因型差异。在总体磷效率(以生物量为标准)方面和磷吸收效率(整株含磷量)方面，结果与田间试验表现基本一致。BX10和GD1属于磷高效对磷不敏感基因型，BD2属于磷低效对磷不敏感基因型，BX11和GD2属于磷低效对磷敏感基因型，BD1属于磷高效对磷敏感基因型，GD3和GD4表现不稳定。从磷的利用效率(单位磷所产生的生物量)来看，基因型间没有显著差异。说明即使在水培条件下，磷利用效率对大豆总体磷效率贡献也不大，大豆总体磷效率主要是由吸收效率决定的。与田间反应不同的是，水培条件下磷吸收效率高的基因型，具有较长的根长与较大的根表面积。说明在介质有效磷分布均匀的条件下，根形态性状对磷吸收效率起一定的作用。     

大豆ERF家族基因生物信息学分析及其对低磷胁迫的响应

为分析大豆乙烯响应因子(Ethylene Response Factor,ERF)基因家族的特征及其在低磷胁迫下的响应作用,本研究首先利用生物信息学方法从大豆基因组数据库中鉴定获得ERF家族基因,进行进化分析、染色体分布和基因结构分析,并研究其在大豆发育过程中不同组织的表达模式及在低磷胁迫下的表达情况.结果显示:59个...     

高Fe2+对大豆叶片光合作用的影响**

以1601、浙春3号2个大豆(Glycine max（L.）Merrill )品种为材料，研究高Fe2+对大豆叶片光合特性的影响。结果表明，高Fe2+ (300 mg/kg和500 mg/kg)抑制大豆叶片光合作用，降低叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和水分利用率。高Fe2+还破坏叶肉细胞叶绿体结构，内部积累较大淀粉粒及较多脂滴，基粒类囊体肿胀，垛叠松散，排列无序，叶绿体形状畸变，部分被膜破损。可见，高Fe2+胁迫对大豆叶片结构和功能都产生了负面影响。2个大豆品种对高Fe2+的反应存在一定的基因型差异。     

野生大豆(Glycine soja)YD63和栽培大豆(Glycine max)ZD19茎秆解剖结构比较解析

以野生大豆YD63和栽培大豆ZD19为研究对象,通过组织化学方法观察茎秆解剖结构的差异,并进一步分析和阐述这些解剖结构与功能和环境适应性间的关系,旨在为大豆抗逆性研究提供解剖学依据。结果表明：1）野生大豆表皮毛和腺毛多于栽培大豆,且角质层厚度、表皮厚度和表皮比例均大于栽培大豆,表皮和外皮层细胞的木质化和木栓化程度也高于栽培大豆;2）野生大豆皮层、韧皮部、木薄壁组织和髓的比例均大于栽培大豆,茎秆机械强度降低,可塑性升高,抗逆性增强;3）栽培大豆木质部、木纤维和总纤维比例均大于野生大豆,并且表皮细胞壁厚度、韧皮纤维壁厚度、木纤维壁和导管壁厚度均大于野生大豆。栽培大豆组织木质化的比例大于野生大豆,茎秆的机械强度升高,可以更好地维持直立生长和形态构建;4）栽培大豆微管形成层的细胞层数和厚度均大于野生大豆。栽培大豆木质部的比例大于韧皮部的比例,而野生大豆两者比例基本相同;5.）野生大豆韧皮部厚壁组织几乎是连续分布,仅在髓射线处中断,而栽培大豆是不连续的,呈片状分布,野生大豆韧皮部厚壁组织的比例大于栽培大豆;6）野生大豆导管壁强度(t/b)2和小导管比例大于栽培大豆,水分运输的安全性较高,但野生大豆木质部的连通性和水分运输的效率低于栽培大豆。本研究较系统地比较了野生大豆YD63和栽培大豆ZD19茎秆解剖结构特点,可为大豆抗性遗传改良提供解剖学依据。     

中国辽宁和美国俄亥俄新老大豆品种的比较研究

未来的大豆产量获得将取决于对过去遗传改良的认识.在中国辽宁省和美国俄亥俄州布置试验比较研究2个地区育成的新老大豆品种,以了解这2个地区大豆遗传改良的一些进展.结果表明:在俄亥俄试验点,俄亥俄州立大学育成的新品种比老品种增产78%,比辽宁新品种增产22%.在辽宁省试验点,俄亥俄新品种和辽宁新品种均比老品种增产约50%.在辽宁试验环境下,大豆植株生长较高大,倒伏也相对严重,尤其老品种倒伏更重.与辽宁新品种和老品种相比,俄亥俄新品种蛋白质含量较低,脂肪含量较高.两地的育种家对大豆的产量遗传改良成绩显著,同时植株得到矮化、节间缩短和抗倒伏能力提高,主茎籽粒产量比例提高、粒/茎比增加.辽宁育种家注重籽粒大小和蛋白含量的改良,但这2个性状没有引起俄亥俄育种家的重视,双方互换种质将有利于大豆的遗传改良.     

高铁胁迫对大豆叶片体内保护系统及膜脂过氧化的影响

以2个大豆(Glycine max(L.)Merrill)品种(浙春3号和1601)为材料,研究了不同浓度Fe2 对初花期大豆叶片体内保护系统和膜脂过氧化的影响.结果表明,高Fe2 胁迫使细胞内丙二醛(MDA)含量和质膜透性(MP)增大,体内保护系统中的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及脯氨酸(Pro)含量的变化出现先升后降的趋势.不同大豆品种对高铁胁迫的反应存在差异,与抗氧化系统(酶类和非酶类)的整体活力相关.     

不同遮光处理对菜用大豆产量的影响

设置遮双层网、遮单层网和不遮网3种处理,对32个菜用大豆品种(系)各小区的标准荚数、标准荚重、百粒重、产量等指标进行比较。结果表明:筛选出了3种处理条件下平均小区产量均超过1 300 g的上海红皮、灵川吕竹豆等菜用大豆品种(系)6个;各处理小区平均产量与标准荚数、标准荚重呈极显著的正相关;耐阴性较强的菜用大豆品种(系)在遮光和正常条件下平均产量均较高。     

大豆种子7S、11S球蛋白及7S球蛋白亚基的研究

利用线性梯度SDS-PAGE方法分析了黑龙江省422份大豆资源材料的7S和11S球蛋白含量、7S球蛋白α′、α和β亚基的含量变化，以及百粒重、蛋白含量、油分含量、11S球蛋白、7S 球蛋白、11S/7S比值的相关性。结果表明大豆种子贮藏蛋白品种间亚基带型基本一致，但是品种间相同亚基含量差异很大，变异系数均大于10％，变异类型丰富，本实验发现1份α′亚基缺失材料。大豆百粒重、蛋白含量、油分含量、11S球蛋白、7S 球蛋白以及11S/7S比值之间的相关性结果表明：11S球蛋白含量和7S球蛋白含量间（r=-1**）、蛋白含量和油分含量间（r=-0.776**）显著负相关；11S/7S 比值和百粒重、蛋白含量以及油分含量间无关.     

铝对花生根尖线粒体膜脂 过氧化和有机酸分泌的影响

以耐铝性不同的2个花生品种桂花21 (耐铝)和桂花23 (铝敏感)为材料,研究了铝对花生根尖线粒体膜 脂过氧化、保护酶活性和有机酸分泌的影响。结果表明,桂花23根尖铝含量较桂花21高,苏木精染色深;桂花21 和桂花23根尖线粒体O2 ·、MDA含量在试验范围内随着铝浓度的增加而上升,但桂花21增加的幅度低于桂花23; 根尖线粒体SOD及POD的活性随着铝浓度的增加而增加,桂花21上升的幅度明显大于桂花23。铝诱导花生根系 柠檬酸和琥珀酸分泌显著增加,桂花23柠檬酸增加幅度较琥珀酸高,而桂花21中琥珀酸增加幅度较柠檬酸高。     

Effects of Subsoiling to the Non-tilled Field of Wheat-Soybean Rotation on the Root System Development,Water Uptake,and Yield

Abstract

We introduced subsoiling to a field of wheat-soybean rotation where no-tillage practice had been conducted for five years and whose yield tended to decrease or stagnate. By subsoiling a half of each plot just before wheat sowing, treatments of tillage/no-tillage × subsoiling/no-subsoiling were established. Root distribution, shoot growth, water uptake and yield of both crops were examined to elucidate whether the subsoiling improves the productivity such as shoot biomass and yield through the modification of root system development, and how differ the effects of subsoiling between tilled and non-tilled fields. In wheat, roots were less concentrated in surface (0 ? 5 cm) layer in no-tillage, and distributed more in deep (20 ? 25 cm) layer of the soil. Deuterium labeled heavy water analysis revealed that the subsoiling enhanced water uptake from the deep soil layer in the no-tillage field. Both the no-tillage and subsoiling showed positive and significant effect on total biomass and yield. The effect of subsoiling must be related to water supply by deep roots in spring. In soybean no-tillage significantly increased the productivity, but subsoiling did not though distribution of the roots was modified by both practices. Soybean in non-tilled accumulated roots in the surface soil layer, but subsoiling did not significantly modify the root distribution especially in the deep soil layer. Water uptake trend and yield was thus not changed significantly by subsoiling. Subsoiling in the non-tilled field increased rooting depth and showed the possibility of braking yield stagnation in long-term no-tillage cultivation in wheat, but not in soybean.     

广东大豆地方种质磷效率特性研究：不同大豆基因型冠部、根部磷效率特性差

采用低磷红壤盆栽试验方法,对原产广东省大豆基因型的冠部、根部磷效率特性及其与植株磷效果特性的关系进行研究。结果表明,与常磷水平相比,在低磷胁迫下,大豆基因型根部干重占植株干重的百分率相对,即具有较大的根／冠比;大多数大豆基因型冠部的磷素积累相对较多;ＲＶＰＰＥＲ（植株磷效率比值相对值）越大的基因型,其冠部磷素吸收率就越大,反之亦然。另外,大豆基因型根部磷素积累特性与冠部磷素积累特性有所不同。在低磷胁迫下,随着ＲＶＰＰＥＲ增大,除了ＨＮＤ３９外,其他大豆基因型的冠部磷效率比值（ＳＰＥＲ）和根部磷效率比值（ＲＰＥＲ）均呈现逐渐增大的趋势;除了ＨＮＤ０８、３３、３９、５７、９３、９４大豆基因型外,其他大豆基因型的根部磷效率比值大于冠部磷效率比值。相关分析表明：低磷水平下的冠部磷素吸收量可以简便有效地衡量大豆基因型植株     

Effect of non-lethal low phytic acid mutations on grain yield and seed viability in rice

Low phytic acid (LPA) crops have recently been considered as a potential way to combat nutritional and environmental issues related to seed phytic acid phosphorus (PA-P). Although, a number of LPA mutant lines have been developed in various crops, they are often featured with lower grain yield and seed viability compared with wild type (WT) parents. We recently developed several LPA mutant lines in rice with PA-P reductions varying from 33.8% to 63.6%. In this study, the performance of grain yield and seed viability of these mutants were investigated. Four of the five mutant lines had 12.5–25.6% reductions in grain yield compared to the corresponding WT parental lines. The reduction in grain weight, varying from 5.4% to 10.7%, was found to be the main causative factor of yield reduction. Similarly, LPA mutants had inferior seed viability to their corresponding WT parent varieties; all mutant lines had a significantly lower simplified vigour index (seed germination rate × seedling dry weight) than their parents, with reductions of 7.8–26.3%, although some mutant lines had similar germination rates as their WT parents. The two mutant lines, which had similar germination rates as their WT parent, however, had significantly lower field emergence rates. More pronounced differences of simplified vigour index were observed after artificial aging treatments between four LPA lines from their WT parents, implying that LPA rice seeds were more susceptible to storage than WT. The yield and yield-related traits of F₂ plants and F₃ lines from three crosses were evaluated; the results showed that while LPA was associated with significantly lower grain yield and grain weight than WT sibs, there were also LPA plants and lines that out-performed WT controls. These results implied that the negative effect of LPA mutations on grain yield might be reduced or minimized through cross and selection breeding. The implications of these findings were discussed with regard to LPA rice breeding and potential commercial production.