难溶性无机磷酸盐对大豆苗期根系生长的影响

为了研究不同难溶性磷(钙磷,铝磷和铁磷)与大豆根系生长的关系,以田间筛选试验为基础,采用室内砂培与水培相结合的栽培方法,分别对磷高效基因型(东农44和东大1号)和磷低效基因型(黑河13和黑河24)大豆苗期根系生长进行比较。结果表明:4个基因型大豆利用难溶性磷酸盐的能力存在显著差异。难溶性磷源条件下,各基因型大豆的根干重、根冠比、总根长、根总表面积比对照处理均有显著增加,而根系全磷浓度、磷含量和平均半径均减小。磷高效基因型大豆在各处理下的根长和根表面积均大于磷低效基因型,但磷高效基因型部分性状的适应性未表现出优势。     

低磷和干旱胁迫对不同基因型大豆光合生理特性的影响

采用盆栽培养的方法,研究了缺磷和干旱对鼓粒期磷高效基因型大豆黑河27,磷中效基因型大豆黑农43和磷低效基因型大豆黑河29的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)、水分利用率等光合生理性状的影响.结果表明:低磷和干旱胁迫降低了3个基因型大豆叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和气孔限制值;相反,胞问CO2浓度呈卜升趋势,说明光合速率的降低受非气孔因素的限制;低磷和干旱胁迫处理降低了大豆叶面积、叶绿素含量,变化为磷低效基因型＞磷中效基因型＞磷高效基因型,说明缺磷和长期干旱能使大豆叶而积降低,叶绿素降解,减少了光合叶而积和光能吸收,影响光合作用.与磷低效大豆相比,磷高效大豆具有在干旱条件下对CO2的同化和水分利川能力上的优势.磷高效大豆在水分逆境下叶片能保持较高的光合速率并提高对水分的利用效率,显示其对干旱有较强的耐受性.     

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。     

不同磷效率基因型油菜对低磷胁迫的生理响应

磷高效油菜品种(中油821,Z821)和磷低效品系(W182)在低磷胁迫条件下过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、脯氨酸、丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白以及叶绿素含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)等的变化趋势均表现一致,Z821和W182对低磷响应差异主要表现在变化幅度上。Z821植株组织中的脯氨酸、可溶性糖含量显著增加,显示体内氧清除系统活性提高,有利于减少膜脂化程度,降低磷胁迫损伤,但SOD、POD、CAT、可溶性蛋白和光合指标(Pn、Tr和Gs)变化不显著,产量和其它农艺性状也无显著变化;相反,磷低效品系W182在低磷胁迫下测定的各指标均变化显著。此外,磷低效和磷高效油菜品种(系)的类胡萝卜素、脯氨酸含量、SOD活性、Tr、Gs等以及它们的耐低磷指数差(DTLP)较大,分别达到27.7%、69.4%、45.0%、27.0%和26.0%。表明DTLP可以作为磷高效基因型油菜的评价指标。     

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.     

大豆不同品种对磷胁迫反应的研究

通过大田试验，探讨不同来源的8个大豆品种对南方酸性低磷红壤的适应性，并初步分析其磷效率的机理。试验表明：生物学产量、经济学产量、总体磷效率和磷吸收效率具有显著的品种差异。从吸收效率(以吸磷量为标准)来看，BX10属于磷高效、不敏感品种，BD2、GD1和GD3属于磷低效、敏感品种，而BX11、BD1、GD2和GD4则表现不稳定。供试大豆总体磷效率(以生物量为标准)与磷吸收效率表现趋势基本一致，而磷利用效率并没有显著的品种差异。在本试验中，总体磷效率主要取决于磷吸收效率。此外，磷吸收效率较高的品种，其根长和根表面积并没有优势，供试大豆对土壤磷的吸收效率可能受其它根系性状，如根构型和根分泌物等的影响。     

磷素处理对不同磷效率基因型大豆根系性状的影响

大豆的耐低磷能力与根系性状密切相关.以磷高效基因型大豆锦豆33和磷低效基因型大豆铁丰3号为试材,采用沙培的方法,设5个磷浓度,研究了不同生育时期磷效率基因型大豆的主根长、根冠比、根体积、根系活性和根系比表面积对磷素处理的反应.结果表明:不同生育时期磷效率基因型大豆根系性状对磷浓度的反应比较复杂.幼苗期,不同磷浓度处理下主根长度和根冠比磷高效基因型品种均显著高于磷低效基因型品种;在有些磷浓度处理下根体积、根系活力和根系比表面积等指标基因型间差异达到显著水平,指标值的大小随磷浓度的变化没有一致的规律性.分枝期,不同磷效率基因型品种间和不同磷浓度处理间主根长度都没有显著差异.开花期,不同磷浓度处理下主根长度和根冠比存在显著的基因型间差异,表现为磷高效品种显著大于磷低效品种.结荚期,根系活力和根体积在不同磷浓度处理下均表现出显著的基因型间差异.在各磷浓度下,磷高效品种的根系活力都显著大于磷低效品种的.在O.5、1.O、1.5和2 mmol·L-1的磷浓度下,磷高效品种的根体积显著大于磷低效品种.     

不同大豆基因型耐低磷能力的评价

采用盆栽方法,在低磷(LP)和高磷(HP)水平下,对黑龙江省广泛种植的20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:黑河27、垦鉴27、绥农4、丰收24、克交05-1397与垦鉴4、绥农10、丰收25、绥农23、绥农18相比,在根干重、冠干重、根系活跃吸收表面积、植株磷含量、分泌性酸性磷酸酶活性等方面差异显著,确定了黑河27、垦鉴27、绥农4、丰收24、克交05-1397为耐低磷基因型,垦鉴4、绥农10、丰收25、绥农23、绥农18为不耐低磷基因型.     

干旱胁迫对不同磷效率基因型大豆膜脂过氧化作用的影响

以不同磷效率基因型大豆黑河27、黑河29为材料,在控制磷素供应水平的条件下,通过控制灌水量的盆栽试验,研究了干旱胁迫对不同磷效率基因型大豆膜脂过氧化作用的影响。结果表明：随土壤干旱强度增加,磷高效基因型大豆叶片丙二醛（MDA）含量、细胞膜透性和O2^-含量递增的幅度明显小于磷低效基因型,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性及过氧化物酶（POD）活性降低的幅度显著小于磷低效基因型,渗透调节物质可溶性糖（SS）、脯氨酸（Pro）随干旱胁迫强度增大而增加,磷高效基因型大豆的渗透调节能力要明显大于磷低效基因型。表明大豆耐旱性与其抗氧化酶活性相关,渗透调节物质是构成其耐旱性的重要物质基础,磷高效基因型膜脂过氧化程度小于磷低效基因型,并且表现出显著性差异。     

磷对不同磷效率基因型大豆保护酶的影响

选用不同磷效率型大豆品种,设低磷(0 kg·hm-2)、中磷(82.5 kg·hm-2)和高磷(165 kg·hm-2)3个磷处理,测定了不同磷效率基因型大豆叶片的SOD、POD和CAT的活性及MDA含量的变化,并探讨了这些指标与产量的关系.结果表明,低磷条件下,磷高效品种的SOD、POD和CAT的活性在整个生育时期均保持较高水平,而MDA含量较低.中磷和高磷对磷高效品种SOD和POD活性影响较小,生育后期CAT活性下降减缓,且可以增加磷低效品种生育后期的SOD和POD活性,使CAT活性下降时期延迟至鼓粒期.与低磷条件相比,在中、高磷条件下,磷高效品种的MDA含量分别下降了10.0%和4.8%,磷低效品种分别下降了20.9%和17.9%.说明磷高效品种具有较强的植株活性氧清除能力,能保持生物膜结构的稳定性,使其具有抵抗低磷胁迫的能力,从而获得较高产量.     

水稻利用难溶性磷酸盐的基因型差异及其与根系分泌物活化特性的关系

通过砂培和溶液培养试验,研究了水稻利用难溶性磷酸盐（Al P和Fe P）的基因型差异及其与根系分泌物活化特性的关系。 与正常供磷处理相比,Al P和Fe P处理都显著降低了8个水稻基因型的生物量、吸磷量和植株磷浓度。在Al P或Fe P处理下,8个水稻基因型的生物量、吸磷量和植株磷浓度都存在显著的基因型差异。正常供磷处理和低磷处理的水稻植株的根系分泌物对难溶性磷酸盐都具有一定的活化能力。相对而言,磷缺乏植株的根系分泌物对Al P或Fe P的活化能力都要高于正常供磷处理的植株。相关性分析表明,磷缺乏植株根系分泌物对Al P或Fe P的活化能力和水稻吸收Al P或Fe P的能力之间没有显著的相关性,这说明根系分泌物对难溶性磷酸盐的活化能力并不能反映水稻吸收难溶性磷酸盐的能力。对于大部分基因型来说,低磷处理增加了根系苹果酸和草酸的分泌量。然而,根系有机酸的分泌量与根系分泌物对难溶性磷酸盐的活化能力并没有呈现一致的结果。     

花期干旱对不同基因型大豆叶绿素荧光特性的影响

利用叶绿素荧光动力学测定技术,测定开花期干旱不同基因型大豆品种叶绿素荧光参数的变化.以3个不同基因型大豆品种为材料,应用OS52FL调制式叶绿素荧光仪研究在开花期干旱胁迫下,各荧光参数的变化及用方差分析进行综合评价.结果表明,大豆开花期受旱后,可变荧光与最大荧光比(Fv/Fm)、可变荧光与初始荧光比(Fv/Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)均降低,而电子传递速率(ETR)升高,说明光系统Ⅱ(PSⅡ)受到了伤害,使得PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、起光保护作用的热耗散降低,光合电子传递速率升高.且荧光参数之间具有相关性.花期干旱胁迫后,各参数存在基因型差异,新大豆1号在花期干旱条件下,光合机构受破坏较轻,其吸收的光能能较多的用于光化学转化能力,抗旱能力强.因此,花期干旱胁迫下,叶绿素荧光参数的变化与大豆品种抗旱性有关,利用大豆叶绿素荧光特性对干旱胁迫的反应差异鉴定品种抗旱性是可行的.     

磷胁迫下不同基因型大豆的症状表现及耐性极限研究

通过水培试验,研究8个不同基因型大豆品种在5种不同浓度磷营养处理下的生长发育情况、症状表现以及不同生育期耐低磷和耐高磷极限.结果表明,多数大豆品种水培的适宜磷营养浓度在1.5 mmol L-1左右;水培大豆苗期和鼓粒期对磷的需求相对较少,开花期和结荚期需磷较多;大豆缺磷表现出嫩叶淡绿色、叶片褐斑、褐脉、叶皱缩扭曲、主根变褐、植株丛化、叶缘焦枯、生长点干枯坏死、花少和荚少等10种症状;磷过量表现出嫩叶淡绿色、叶片褐斑、褐脉、生长点干枯坏死等4种症状;缺磷和磷过量症状均存在轻、中、重的差异;不同基因型大豆不同生育时期对磷的耐性极限存在较大差异.     

不同类型大豆品种籽粒蛋白质含量的积累规律研究

选用在黑龙江省种植面积较大的12个大豆品种为材料,从鼓粒期开始,每隔7 d取一次样,研究不同类型大豆品种籽粒蛋白质含量的积累动态规律.结果表明:不同类型大豆品种籽粒蛋白质的积累动态规律不同.高蛋白品种呈双峰曲线变化,高油品种和中间型品种呈单峰曲线变化,但峰值出现的时间不同.在籽粒形成的中后期,不同类型大豆品种平均籽粒蛋白质含量的变化趋于平稳,高蛋白品种蛋白质含量最高,高油品种最低,中间型品种介于两者之间.不同类型大豆品种在各取样时期的平均籽粒蛋白质含量的差异达到显著或极显著水平,且蛋白质的合成以籽粒形成的中后期为主.     

鼓粒期间不同品质类型大豆植株酰脲含量变化规律研究

酰脲是大豆固氮产物,是根瘤固氮由根系向地上部运输的主要形式。以高油型大豆品种东农47和高蛋白型大豆品种东农48为供试材料,采用沙培培养的方法研究了鼓粒期间大豆植株酰脲含量变化规律。结果表明:随鼓粒进程的推进,两个品种大豆各器官酰脲含量均呈下降趋势;各器官酰脲含量顺序为茎荚果根叶;不同器官中尿囊酸和尿囊素比例变化趋势不同;茎中酰脲含量与氮素含量呈极显著正相关,东农48叶中酰脲含量与氮素含量呈显著正相关,而东农47未表现出相关关系,两个供试品种其它器官酰脲含量与氮素含量无相关关系;高蛋白大豆品种东农48叶片酰脲含量较高、氮素含量较低,而高油型大豆品种东农47叶片酰脲含量较低、氮素含量则较高。     

农杆菌介导不同基因型大豆品种子叶节遗传转化条件的研究

以黑农46、黑农53和黑农56的子叶节为转化受体,对农杆菌介导大豆子叶节遗传转化中的6-BA浓度、草丁膦浓度、侵染时间、共培养时间以及伸长培养基进行筛选,确定适合不同基因型的最佳转化条件。结果表明:黑农46、黑农53和黑农56的最佳6-BA诱导浓度分别为1.7、1.6和1.7 mg.L-1;最佳草丁膦筛选浓度分别为2.0、3.0和2.0 mg.L-1;同时确定了侵染时间、共培养时间和伸长培养基类型的最佳组合是侵染时间25 min、共培养时间3 d和Ⅲ型伸长培养基。     

Seed Weight of Nodulating and Non-nodulating Soybeans at Different Nitrogen Levels and Years

Abstract

Seed weight (weight per seed) is an important trait in soybean [Glycine max (L) Merr.] that affects its production, processing, marketing and consumer preferences. To determine the effects of nitrogen fertilizers and climatic conditions on seed weight, a five-year field experiment was conducted by growing four nodulating cultivars and 13 non-nodulating lines at 4 levels of nitrogen fertilizer (0, 2, 10 and 20 g m^–2). The variation in seed weight due to the difference in the fertilizer level and climatic condition of the year was greater in non-nodulating lines than in nodulating cultivars. This resulted in a lower heritability estimate in non-nodulating lines (0.49) than in the nodulating cultivars (0.85). Nitrogen fertilizer increased the seed weights of non-nodulating lines but did not affect the seed weights of the nodulating cultivars. The high response of the non-nodulating lines to nitrogen fertilizer may be attributed to their strong dependence on fertilizer and soil nitrogen due to their lack of ability to fix nitrogen in symbiosis. The small seeds produced during the years with low temperatures and early onset of frost may have been caused by the slow seed growth rate and short seed filling duration.     

播期及密度对不同大豆品种农艺性状及产量的影响

田间条件下,以合农60(有限),垦丰16(亚有限)和合丰55(无限)3个大豆品种为试材,采用再裂区试验设计,探讨播期、品种和密度对不同大豆品种农艺性状及产量的影响。结果表明:播期显著影响大豆产量;播期和密度互作、品种和密度互作以及播期、品种和密度互作对大豆产量均产生影响,达到极显著水平。3个大豆品种在铁岭地区适宜播期为5月4日,在此播期下,合农60在密度45万株·hm~(-2)时产量最高,为1 810.5 kg·hm~(-2);而垦丰16和合丰55均在30万株·hm~(-2)时产量最高,分别为1 721.55和1 678.95 kg·hm~(-2)。