甘蓝型油菜不同磷效率品种根系形态及生理特性的研究

对甘蓝型油菜磷高效品种B56和磷低效品种B10苗期根系生长状况、根系磷吸收动力学参数和根系分泌酸性磷酸酶特性进行了比较研究。结果表明,在两种供磷条件下,B56的吸磷量均显著高于B10,磷高效品种与磷低效品种相比,B56具有较大的根干重、根长、根表面积和侧根数量。缺磷胁迫条件下,B56的根系磷吸收动力学参数Km显著低于B10;而在正常供磷条件下,两个品种的最大吸收速率Im ax和Km没有显著差异。缺磷条件下,B56的根系分泌酸性磷酸酶活性显著高于B10。     

油菜根系形态和生理特性与其氮效率的关系

为了给氮(N)高效油菜品种的选育及应用提供科学依据,采用土培实验对不同油菜品种在不同N素水平下各生育期的根系活力、根系吸收表面积、根系体积以及一级侧根数与N效率的关系进行了研究。结果表明:在油菜的整个生育期里,不同N素水平对油菜根系的形态及生理特性有显著的影响,均随着施N水平的增加而升高;正常施N条件下全生育期的一级侧根数,苗期的根系体积、吸收表面积与油菜N效率密切相关,而根系活力对N效率的影响相对较小;在不施N条件下全生育期的一级侧根数、根系活力,苗期以后的根系体积、吸收表面积与油菜N效率密切相关。     

甘蓝型油菜不同磷效率品种苗期根系生长及磷营养的差异

对甘蓝型油菜磷高效品种 970 81和磷低效品种 97029苗期根系生长状况和体内无机磷含量及酸性磷酸酯酶活性进行了比较。结果表明 ,磷高效品种的主根长 ,根体积、根 /冠比及根系活力受缺磷影响均比低效品种降低9 3、2 1.9、10 .9、7.8个百分点 ,表现出根系良好的适应性。在缺磷条件下 ,2个品种各部位无机磷含量都有所降低 ,而酸性磷酸酯酶活性则增加。其中磷低效品种 970 2 9各部位无机磷含量降低幅度较大 ,酶活性增长较快 ,表明其根系吸收能力较差 ,体内有机磷分解的程度高 ,苗期即需通过再利用来维持其基本生长 ,使后期的生长失去保障。磷高效品种 970 81各部位无机磷所受影响较小 ,酶活性增长较少 ,根系衰老较慢 ,再利用程度小 ,后期生长潜力大。     

两个氮素利用率不同的水稻品种根系形态及生理特性的差异

The variation in nitrogen (N) uptake by rice has been widely studied but differences in rice root morphology that may contribute to this variation are not completely understood. Field and greenhouse experiments were carried out to study N accumulation, root dry weights, total root lengths, root surface areas, and root bleeding rates of two rice cultivars, Elio with low N-use efficiency and Nanguang with high N-use efficiency. Low (1 mmol N L^-1) and high (5 mmol N L^-1) N applications were established in the greenhouse experiment, and the N rates were 0, 120, and 240 kg ha^-1 in the field experiments at Jiangning and Jiangpu farms, Nanjing, China. The results showed that the N accumulation, root dry weight, total root length, and root surface area increased with an increase in N application. At the heading stage, N accumulation in the shoots and roots of Nanguang was greater than that of Elio in the field experiments and that of Elio at 5 mmol N L^-1 in the greenhouse experiment. After the heading stage, N accumulation was higher for Nanguang at both 1 and 5 mmol N L^-1 in the greenhouse experiment. The total root length and root surface area were significantly different between the two cultivars. Over the range of the fertilizer application rates, the root lengths of Nanguang at Jiangning Farm were 49%-61% greater at booting and 26%-39% greater at heading than those of Elio, and at Jiangpu Farm they were 22%-42% and 26%-38% greater, respectively. Nanguang had a greater root bleeding rate than Elio. It was concluded that the N-use efficiency of the two rice cultivars studied depended to a great extent on the root morphological parameters and root physiological characteristics at different growth stages.     

不同水稻基因型的根系形态生理特性与高效氮素吸收

土培盆栽试验下，采用3个氮素吸收效率（NAE）有显著差异的水稻基因型五优244（低NAE）、R83—12（中NAE）和水源349（高NAE）为材料，研究了水稻拔节期根系形态特征和生理特性的基因型差异及其与高效氮索吸收的关系。结果表明，水源349总根长、根密度、根表面积和根干重极显著高于R83．12和五优244，且根系总吸收面积、活跃吸收面积和活跃吸收面积／总吸收面积最大，为高效氮索吸收提供了条件。水源349具有较强的根系耗能、氧化还原力、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶活性，促进根内碳水化合物的合成及氮吸收和同化，提高了根系伤流强度及可溶性糖和游离氨基酸含量，进而显著提高了地上部氮含量和氮积累量。逐步回归表明，拔节期较高的根密度、根系总吸收面积和地上部氮含量是水稻氮索高效吸收的重要特征，可作为水稻氮素高效管理和遗传改良的可靠指标。     

磷施用量对烤烟根系生理及叶片光合特性的影响

【目的】根系作为吸收水分和养分的重要器官,其生理功能的强弱对烟草地上部分的生长发育有重要的影响。本研究分析磷施用量对烤烟不同生育期根系生理和叶片光合生理的影响,初步阐明磷素对烤烟生长的生理效应,明确烤烟品质形成的生理基础,为生产中合理施磷提供一定的参考。【方法】2014年在河南农业大学采用盆栽土培试验,设置四个处理,各处理P2O5用量分别为0(CK)、 3.5(T1)、 7.0(T2)和10.5 g/plant(T3),N用量为3.5 g/plant,N∶K2O=1∶3。在烤烟不同生育时期测定各处理烟株的根系活力、 根系总吸收表面积和活跃吸收表面积等根系生理指标以及中部叶的叶面积、 叶绿素含量和叶片的光合指标。【结果】在整个生育期内,T2处理烟株的根系活力强、 根系总吸收表面积和根系活跃吸收表面积大。团棵期(移栽后30 d左右)随施磷量的增加,上述根系生理指标及中部叶叶面积、 叶绿素含量不断增加,T3处理显著高于不施磷处理; 成熟期(移栽后90 d左右)T3处理叶片的叶绿素含量较其他处理下降更快。随生育期的推进,各处理叶片的净光合速率、 蒸腾速率、 气孔导度和胞间CO2浓度均呈现先升后降的变化趋势,在移栽后60 d达到最大值。与其它处理相比,T2处理叶片的净光合速率、 蒸腾速率和气孔导度在整个生育期内均最大,且在移栽后60 d时显著高于CK处理。根冠比随生育期的推进呈波动变化,但整体表现出上升的趋势。在整个生育期内,T3处理的根冠比最大,其次为CK,T1、 T2处理的根冠比相对较小。【结论】施用P2O5 10.5 g/plant的烟株在团棵期快速生长及成熟期叶绿素含量迅速下降的现象证明,在一定范围内,充足的磷素供应能促进烟株生育前期根系发育、 叶片扩展,生长后期烟叶适时落黄。磷用量对叶片光合性能和烟株根冠比的作用证明,磷素对叶片光合性能的促进作用建立在烟株根、 冠结构和功能协调一致的基础上,当根、 冠生长的协调性被打破,其叶片的净光合速率也随之降低。施用P2O5 7.0 g/plant 烟株整体表现最优,而施用P2O5 3.5 g/plant在基本满足烟株正常生长的同时能够降低生产成本,这对生产中如何确定磷肥的施用量提供了一定的参考。     

不同品种油菜氮效率差异及其生理基础研究

采用盆栽土培试验,以氮胁迫与正常供氮条件下的子粒产量比值作为氮效率系数,探讨了不同品种油菜氮效率差异及其生理基础。结果表明,供试5个油菜品种的氮效率有显著差异,其氮效率系数的变化范围是0.37~0.69。在氮胁迫条件下,氮高效品种的植株含氮量与氮素累积吸收量、叶片叶绿素含量与硝酸还原酶活性、茎叶可溶性糖含量与硝态氮再利用量高于氮低效品种。在正常供氮条件下,高潜力品种的植株含氮量低于低潜力品种,但由于其生物量较高,氮素累积吸收量并不低于低潜力品种,甚至苗期的氮素累积吸收量高于低潜力品种;高潜力品种的叶片叶绿素含量与硝酸还原酶活性、茎叶可溶性糖含量与硝态氮再利用量高于低潜力品种。说明上述4种生理指标均可作为评价油菜氮效率及增长潜力差异的间接指标。     

不同早稻品种灌浆期高温胁迫后根系生理差异研究

试验研究不同早稻品种灌浆期高温胁迫后根系生理差异结果表明,高温对不同水稻品种根系超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均有影响,但对耐热型品种的影响显著小于热敏感品种,耐热型品种在高温胁迫后保护酶活性能较快恢复并接近对照水平;高温胁迫对耐热型水稻品种根系α-萘胺氧化力无影响,但热敏感品种根系氧化力明显下降,故根系α-萘胺氧化力可作为根系耐热指标之一。     

玉米自交系苗期耐低磷的根系生理特性研究

以磷高效型04419和磷低效型04065玉米自交系为材料,研究了砂培试验条件下,二者在需磷临界期(苗期)的根系生理特性差异。低磷处理下,4～8叶期磷低效型04065玉米根系酸性磷酸酶(APase)活性显著高于磷高效型04419玉米,而其根系磷含量显著低于04419,表明根系APase水平能够反映不同基因型玉米磷效率的差异。当低磷处理至6～8叶期,除根冠比外,二者根系APase、根系活力、根系丙二醛(MDA)、根系总长和干物质积累差异显著,表明不同基因型玉米对低磷的耐受能力是多种生理反应综合作用的结果。     

铝胁迫对油菜根系形态和生理指标的影响

为探讨油菜幼苗在不同浓度铝胁迫下的生理响应,以2个耐铝毒差异显著的油菜品种(耐铝品种R178和铝敏感品种S169)为试验材料,在营养液培养条件下,共设置0(对照)、50、100、150、200和 300 μmol·L^-1 6个铝(pH值4.5)处理,研究铝胁迫对油菜根系形态及生理指标的影响。结果表明,50 μmol·L^-1铝处理下R178各根系形态指标与对照相比均无显著差异,而S169根系各形态指标与对照均差异显著,其中总根尖数随着铝处理浓度的增加呈先升高后降低的趋势,其他根系指标均随着铝处理浓度的增加呈逐渐减少的趋势,300 μmol·L^-1铝处理下,2个品种的主根相对伸长率较对照分别减少65.7%和79.7%。随着铝处理浓度的增加,2个品种幼苗根系中可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈先升高后降低的趋势,叶片中可溶性蛋白含量呈降低趋势,而脯氨酸含量则呈升高的趋势。铝胁迫导致2个品种幼苗根系和叶片的质膜透性显著增加,300 μmol·L^-1铝处理下R178和S169根系相对电解质外渗率较对照分别增加54%和59%,叶片中分别增加82%和90%,同一处理下R178根系和叶片电解质外渗率均小于S169。随着铝处理浓度的增加,2个品种根系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈先增加后降低的趋势;R178叶片中SOD活性呈增加趋势,而S169则呈先增加后降低的趋势,且在200 μmol·L^-1时达到最大值;2个品种叶片中的POD、CAT和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈先增加后降低的趋势。综上,铝胁迫显著抑制了油菜根系生长,破坏了细胞质膜的完整性,油菜幼苗通过蛋白质和脯氨酸含量的积累以及保护酶活性的增高抵抗铝胁迫。本研究结果为耐铝油菜资源筛选和新品种选育提供了理论依据。     

两个生菜基因型根系液泡硝酸盐调动与植株生长的关系

蔬菜中硝酸盐因其对人类健康有不利影响而受到广泛的关注[1~4]。沈其荣等[5]认为植物液泡作为临时的无机离子和养分离子的储存库,在维持细胞质离子浓度的动态稳定的过程中有着很重要的作用。硝态氮是液泡中储存大量离子的成分之一,当外源硝态氮供应不足时,储存于液泡中的硝态氮能被调配出来维持细胞质中硝酸盐浓度的稳定而满足植物对氮的需求。同样也有人提出不同的观点,认为细胞液泡内的硝酸盐离子是不容易被植物再调动的[5],植物在细胞质中同化硝酸盐离子的速度远远超过了硝酸盐离子从液泡中释放进而被植物再利用的速率,仅仅通过调动液泡内的硝酸盐是不能够维持植物的正常生长的。我们先前在水稻、菠菜、小白菜、番茄、生菜等作     

STUDIES ON DIFFERENCES OF NITROGEN EFFICIENCY AND ROOT CHARACTERISTICS OF OILSEED RAPE (BRASSICA NAPUS L.) CULTIVARS IN RELATION TO NITROGEN FERTILIZATION

Differences of nitrogen efficiency of oilseed rape (Brassica napus L.) cultivars and their physiological properties were studied in a pot experiment, and the ratio of seed yield with no nitrogen supplied to that with normal nitrogen supply was adopted as a nitrogen efficiency coefficient. Results showed that the nitrogen efficiency coefficient determined for eight oilseed rape cultivars varied from 0.37 to 0.69, the ratio of nitrogen uptake amounts per plant, nitrogen transfer velocity from stems and leaves to seeds, and nitrogen physiological efficiency of oilseed rape cultivars under nitrogen stressed condition differed from with normal nitrogen supply. The higher the nitrogen efficiency of a cultivar, the higher the ratio of N uptake in no nitrogen to with N supplied. Under low nitrogen-supplying conditions, high nitrogen efficiency cultivars had longer roots, more lateral roots, higher amounts of reuse of nitrate from stem and leaves, and higher nitrate reductase activities in leaves.     

广东大豆地方种质磷效率特性研究Ⅰ.大豆基因型磷效率特性差异及其与土壤有效磷含量的关系

在低磷红壤上,对原产广东省的大豆(Glycine max (L.) Merrill)基因型磷效率与其来源地土壤有效磷含量的关系进行研究.结果表明:植株磷素吸收量相对值(RVPPU)不仅可以反映大豆对低磷红壤生长适应性,而且可以反映大豆基因型磷效率特性,RVPPU是衡量田间生长适应性和磷效率特性的较好指标.RVPPU较大的大豆基因型,其对低有效磷红壤环境适应性较好,磷效率特性较佳;反之,亦然.不同大豆基因型,具有不同的磷效率特性.磷效率特性的形成与土壤有效磷含量有关.土壤中低有效磷含量与较佳的磷效率特性形成有关,长期生长在有效磷含量较低的砖红壤、赤红壤、红壤和紫色土上的大豆基因型具有较佳的磷效率特性;而长期生长在有效磷含量较高的水稻土、潮土上的大豆基因型其磷效率特性较差.大豆基因型较佳的磷效率特性是其长期在低有效磷土壤环境下进化形成的.     

低pH和铝毒对荞麦根边缘细胞特性的交互作用研究

采用悬空气培法,研究低pH(3.5、4.5、5.5)和铝毒(0、50、100μmolL-1)及其交互作用对荞麦根长、根边缘细胞活性及其分泌的黏液层厚度的影响。处理12h,Al3+浓度由50μmolL-1增至100μmolL-1时,pH3.5的根伸长量分别降低18.6%和31.9%,pH4.5时分别降低18.9%和26.8%,pH5.5时各降低8.5%。处理24h的根伸长量变化与12h类似。pH降低至3.5时,边缘细胞的活性下降28.6%,黏液层厚度无明显变化。Al3+浓度升高至100μmolL-1时,黏液层增厚64.6%,而边缘细胞活性变化不大。pH3.5与100μmolL-1Al3+的处理,边缘细胞活性最低,黏液层厚度最大,两者间存在极显著的交互作用。可见低pH加剧铝毒发生,外围黏液层产生可以减轻Al3+对边缘细胞的伤害。     

ROOT GROWTH OF UPLAND RICE GENOTYPES AS INFLUENCED BY NITROGEN FERTILIZATION

The plant root system is an important organ which supplies water and nutrients to growing plants. Information is limited on influence of nitrogen fertilization on upland rice root growth. A greenhouse experiment was conducted to evaluate influence of nitrogen (N) fertilization on growth of root system of 20 upland rice genotypes. The N rate used was 0 mg kg^?1(low) and 300 mg kg^?1(high) of soil. Nitrogen X genotype interactions for root length and root dry weight were highly significant (P < 0.01), indicating that differences among genotypes were not consistent at two N rates. Overall, greater root length, root dry weight and tops-roots ration were obtained at an N fertilization rate of 300 mg kg^?1compared with the 0 mg N kg^?1soil. However, genotypes differ significantly in root length, root dry weight and top-root ratio. Nitrogen fertilization produced fine roots and more root hairs compared with absence of N fertilizer treatment. Based on root dry weight efficiency index (RDWEI) for N use efficiency, 70% genotypes were classified as efficient, 15% were classified as moderately efficient and 15% were classified as inefficient. Root dry weight efficiency index trait can be incorporated in upland rice for improving water and nutrient efficiency in favor of higher yields.     

GENOTYPIC DIFFERENCES IN ROOT MORPHOLOGY AND PHOSPHORUS UPTAKE KINETICS IN BRASSICA NAPUS UNDER LOW PHOSPHORUS SUPPLY

Application of phosphorus (P) fertilizer is important in crop production because of the low bioavailability of phosphorus to plants in both acidic and calcareous soils. Although rapeseed (Brassica napus) is generally sensitive to P deficiency, different cultivars differ widely in this respect. Differences in P uptake and utilization between two rapeseed cultivars, one P-efficient (‘97081’) and one P-inefficient (‘97009’), were evaluated in solution culture by studying the changes in root morphology and parameters of P uptake kinetics in response to low-P stress. The P-efficient cultivar had lower Km and Cmin values and higher Vmax and developed longer and denser lateral root hair with greater number of root tips and branches under low-P stress, which resulted in a better developed root system and more efficient uptake of P. That, in turn, led to higher concentration and accumulation of P in the plants, culminating in higher biomass production. However, P utilization efficiency (biomass production per unit P accumulated in plant) of the P-efficient ‘97081’ was lower than that of ‘97009’ when P was deficient. These results suggest that P efficiency in rapeseed is due to a better developed root system as well as efficient uptake of P.     

两种基因型豌豆根系质外体铁的积累与消耗

采用两种基因型豌豆,在水培条件下研究了根系质外体铁的积累和利用。结果发现供铁后短时间内豌豆根系质外体铁就大量积累,铁效率不同的豌豆基因型根系质外体铁的积累量没有明显差异,根系质外体铁的利用速率与根系缺铁适应性反应强弱有关。     

不同基因型冬小麦冠层温度与产量和水分利用效率的关系

通过研究水分利用效率和产量之间的相关性,证明冠层温度在筛选小麦品种(系)时也是一个重要的指标。利用红外测温仪,于2006-2007年在甘肃陇东旱原研究了来自中国北方和美国的40个小麦品种(系)不同生育时期冠层温度的差异及其与产量、水分利用效率的关系。结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆结实期存在着冠层温度高度分异现象,其分异程度随生育期的推后明显加大,到灌浆中后期达到最大。无论拔节期、灌浆初期还是中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关,并且随着生育期推移,相关性增大。灌浆中期以后不同基因型小麦冠层温度保持较高的一致性,冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率。灌浆中后期的冠层温度在评价小麦产量和水分利用效率上具有较高的可靠性,可作为田间选择的一个指标应用。     

不同基因型大麦对钾的吸收、积累及分配特性

通过不同供钾水平的土培试验,研究了钾高效基因型大麦Sandrime和钾低效基因型大麦ACWestech对钾素的吸收、积累和分配特性。结果表明：在各生育期,钾高效基因型Sandrime株高和生物量均大于钾低效基因型AC Westech,根冠比小于低效基因型,但钾低效基因型缺钾症状比高效基因型严重;不同钾效率基因型大麦各器...