不同钾效率棉花基因型对低钾胁迫的反应

采用盆栽试验,对通过苗期筛选获得的4个(103、122、163、165)钾效率不同的棉花基因型进行全生育期试验,主要研究在不施钾(K2O 0 g.kg-1)与施钾(K2O 0.80 g.kg-1)条件下各部位钾含量、农艺性状、产量和纤维品质的反应。高效高潜基因型103结桃数最多,而脱落率最低;它的衣分高而子指较低,说明其能把较多养分转移到皮棉,以获得较高的经济产量;其单株皮棉产量在缺钾和施钾条件下分别是低效低潜基因型122的2.57倍和1.83倍;低效低潜基因型122的脱落率在各个时期均最高,结桃数最少,单铃重、子指、单株皮棉产量都是最小。103各个部位钾含量较低,122的钾含量则较高,说明103以较低的钾含量即能维持其正常的生长,这或许是其钾高效的因素之一;施钾显著提高了各个基因型的纤维整齐度、比强度、纤维长度和麦克隆值,但降低了伸长率;103衣分最高,纤维长度、整齐度、比强度、伸长率中等,麦克隆值施钾和缺钾分别是A1和C2级。122纤维长度为最高,衣分、整齐度、比强度中等,其伸长率最低,麦克隆值B1级。高效低潜基因型163、165的产量和纤维品质等表现中低水平。     

花铃期不同钾效率基因型棉花对干旱和低钾胁迫的响应差异

以钾高效和钾低效基因型棉花(HEG和LEG)为试验材料,研究了最优水肥(W1K1),干旱胁迫(W2K1),低钾胁迫(W1K2),干旱、低钾胁迫(W2K2)对其光合作用及水分、钾素利用率的影响。结果表明:干旱显著降低花铃期2种基因型棉花叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr),导致蕾铃脱落,钾素利用率(KUE)降低,造成棉花减产。施钾促进叶片Pn及水分利用率(WUE)的提高,但基因型间存在差异,LEG叶片WUE与施钾量成正比,HEG相反。低钾胁迫下HEG的Pn、Tr下降,但Pn下降幅度小于Tr,WUE增大。较高的WUE有利于提高棉花Pn,降低蕾铃脱落率,促进钾素的高效吸收和运输。     

玉米不同基因型对钾营养胁迫的反应

在低钾土壤上，采用土培苗期和全生育期试验相结合的方法对10个不同玉米基因型的钾胁迫反应进行研究。结果表明：不同玉米基因型对钾胁迫反应存在明显差异。在缺钾条件下，不同玉米基因型的缺钾程度、地上部干重、根系干重、根冠比、植株钾浓度、钾吸收量和籽粒产量都呈下降趋势。且敏感型基因型GD6，GD19下降幅度比迟GD18,GD4在。耐低钾能力差的品种对钾肥反应敏感，相对地上部干重及相对钾吸收量的相关系数分别为0．9653**，0．6806^**,0.6325^*。故玉米基因型苗期缺钾可见症状可作为初步筛选指标。试验鉴定出GD4和GD18不仅耐低钾能力强，且在缺钾和正常供条件下，其生物学产量和籽粒产量都较高。可见，这两个基因型是进行玉米耐钾胁迫遗育种的育好材料。     

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。     

低钾胁迫对水稻叶片光合功能的影响及其基因型差异

经大量的水培筛选后,选用对低钾胁迫敏感程度差异较明显的3种水稻基因型进行大田试验,探讨低钾胁迫下水稻钾高效基因型的有关生理基础,试验表明:低钾胁迫破坏水稻光合器官,导致叶片净光合速率降低,气孔阻力增加,叶片RuBP羧化酶活性降低,因此低钾胁迫引起水稻大幅度减产.水稻不同基因型对低钾胁迫的抗性存在差异,钾高效基因型     

低钾胁迫对不同钾效率苎麻基因型根系发育 及纤维产量品质的影响

以2个钾营养高效基因型苎麻和2个低效基因型为试验材料，研究了低钾胁迫对不同基因型苎麻根系生长、纤维产量和品质的影响。结果表明，低钾胁迫下，苎麻生物量减少，植株显著矮化，根系生长受抑，根系吸收面积和阳离子交换量减小。但高效基因型苎麻低钾胁迫下仍具有较强的生长势（相对根系干重、相对细根干重、相对根系总吸收面积、相对根系活跃吸收面积较大），其纤维产量所受影响程度小于低效基因型（相对产量较高），有效降低了低钾胁迫对纤维品质所引致的负面影响。     

棉花钾营养效率的基因型差异研究进展

 棉花属于喜钾作物,目前生产上因缺钾而导致的棉花早衰问题日趋严峻。不同棉花基因型的钾营养效率存在显著差异,本文综述了其研究现状,并从钾吸收和利用等方面分析了差异的机制,以期为棉花钾高效育种和栽培提供指导。钾吸收效率高的基因型通常根系发达、根毛较多或生理吸收能力较强（最大吸收速率I_max高、亲和常数K_m和维持净吸收的最小钾浓度C_min低）;钾利用效率高的基因型可实现有限钾的高效运转和再分配,且其生理生化代谢的最低需钾量较小、碳氮代谢较为平衡、清除活性氧的能力较强。文中还提出了需要继续研究的方向。     

钾对水分胁迫下甘蔗幼苗生理和光合特性的影响

为探讨不同钾水平对水分胁迫下甘蔗幼苗生理及光合特性的影响,采用水培及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在苗期设置2个钾浓度(3、0.05 mmol/L)和3种水分条件(非水分胁迫、轻度及中度水分胁迫)的组合处理进行研究。结果表明,随着水分胁迫强度的增加,正常供钾和低钾处理的甘蔗幼苗生物量、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和叶片相对含水量(RWC)均下降,但正常供钾处理的下降幅度小于低钾处理;胞间CO2浓度(Ci)在正常钾处理下呈先升后降的趋势,而低钾处理下则相反;水分利用效率(WUE)、游离脯氨酸(Pro)及丙二醛(MDA)含量升高。在非水分胁迫下,与低钾处理相比,正常钾处理对甘蔗幼苗的生物量、叶片Pn、Gs、Tr和Pro含量影响甚微。但在水分胁迫下,正常供钾处理显著提高了甘蔗幼苗的生物量、叶片钾含量、Pn、Gs、Tr和Pro含量,抑制了MDA含量。上述结果说明适量施钾对甘蔗生长和光合能力具有明显促进作用,能有效缓解干旱胁迫对蔗株的伤害。     

不同棉花品种苗期低钾胁迫响应研究

在液培条件下,对12个棉花品种进行了钾高效品种筛选研究。结果表明,不同棉花品种耐低钾能力不同,其中泗阳328、金106、金农棉3号、隆杂棉2号为钾高效品种,具有钾积累能力强、干物质积累多、钾利用指数高等特点;而湘杂棉7号、金102、隆杂棉1号、湘农棉8号与此相反。钾高效品种叶绿素含量均高于低效品种,说明钾高效棉花品种具有较强向地上部转运钾的能力,从而能维持棉株叶片叶绿体的生理功能;随着钾浓度下降,钾高效品种丙二醛含量低于低效品种,表明钾高效品种自身膜系统稳定性较好,在遭遇低钾胁迫时其抗逆性较强。     

棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究及其与产量、品质的关系

以长江流域下游棉区的12个棉花主栽品种为研究材料,在人工气候室水培和田间种植条件下进行棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究。结果表明,低钾会放大棉花苗期关于钾素吸收利用和光合碳同化等生理特性上的品种间差异幅度。土壤严重缺钾时会显著降低棉花铃数、铃重及衣分,其中铃数响应土壤缺钾最为敏感,而在铃重组成中纤维质量对土壤缺钾的响应幅度大于棉子质量。通过对比基于棉花苗期不同生理指标和最终产量与品质指标的筛选结果,发现综合考虑棉花苗期叶片SuSy活性、SPAD值和单株叶片生物量3项指标的低钾胁迫系数对棉花最终产量与品质的耐低钾能力具有较好的预测效果。通过试验筛选出低钾敏感型棉花品种泗杂3号和耐低钾型棉花品种泗棉3号,二者可作为进一步研究低钾环境下棉花产量、品质形成机理的理想试验材料。     

棉花苗期钾营养效率的基因型分类及钾营养特性差异分析

采用营养钵砂培法,将相对生物量及与之存在显著或极显著相关的6个养分相关辅助指标作为棉花苗期钾营养效率差异评价指标。并基于上述指标,利用SAS软件对38个品种(系)的钾营养效率进行聚类分析,最后综合归纳,将其划分为4种钾效率类型,分别为耐低钾型、较耐低钾型、中间型及低钾敏感型,各包括3个、4个、26个及5个品种,总体呈现出中间多两头少的正态型分布,表明这些指标能较好地反映各品种间钾营养效率的差异。此外,对两极端钾效率类型间的营养特性进行了差异比较与分析,结果表明耐低钾基因型的相对生物量高,具有在低钾下对钾素吸收积累能力强和利用指数高的特点,且二者缺一不可;而低钾敏感型恰恰相反,表现为低钾下相对生物量低,对钾吸收积累能力差、利用指数低的特点。     

常规棉‘鄂抗8号’与美国转Bt基因棉DP410B苗期对钾素响应的差异

为了探讨不同钾水平下常规棉与转基因棉在农艺性状和钾效率方面的差异,通过营养液对常规棉‘鄂抗8号’（E8）和转Bt基因抗虫棉DP410B（转）进行了苗期培养,分别设低钾(K1,2 mg/L)与适钾(K2,20 mg/L)2个处理,对农艺性状、干物质积累与分配、钾含量和钾积累量等进行研究。结果表明,相同钾水平下,转基因棉叶片数和叶绿素含量均高于常规棉E8;转基因棉干物质较多地分配到根系,而E8较多的积累在叶片中;各器官的钾含量和全株钾积累量均表现为转基因棉DP410B大于常规棉E8;钾在各器官的分配也有差异,适钾时常规棉E8根、茎中积累的钾占总钾的比例均低于转基因棉,而叶片中积累的钾占总钾的比例高于转基因棉,低钾时2个品种各器官的分配比例相同。常规棉E8钾效率系数是转基因棉DP410B的1.31倍,E8的钾利用指数也较高,表现为：E8K1（1.77） > 转K1（1.19） > E8K2（0.43） > 转K2（0.33）,说明常规棉E8较耐低钾胁迫,且具有较高的钾利用效率,但是其增长潜力（3.75）比转基因棉DP410B（4.41）小。     

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。     

不同玉米品种吸钾能力的研究

通过耗竭试验用供钾水平很低的沙土对不同玉米品种吸钾能力进行了研究.结果表明,不同基因型玉米品种在低钾土壤上吸钾量的多少和钾素利用效率的大小有显著差异,不同基因型玉米品种吸收土壤中不同形态钾的比例各不相同.通过幼苗耗竭试验筛选和判定吸钾能力强的玉米基因型,用其吸钾量的多少比钾利用效率的大小直接、优越和科学,不同基因型玉米品种吸收土壤矿物钾的多少和比例也是判定其吸钾能力强弱的重要标准.     

棉花抗枯黄萎病品种耐低磷种质筛选

 采用蛭石栽培和营养液浇灌的方法,研究棉花品种耐低磷筛选指标,利用这些指标对88份棉花抗枯、黄萎病品种进行磷素利用率极端基因型的筛选。结果表明,株高和根冠比在不同品种和不同磷浓度处理之间无显著差异,而棉苗干物重、地上部鲜重、总叶面积、叶绿素含量、地上部干物重及磷利用率在不同磷浓度处理和不同品种之间均存在显著差异,可以作为棉花苗期耐低磷能力的评价指标。利用这些指标对棉花抗枯、黄萎病品种进行了分析。聚类结果将88个品种主要分为耐低磷基因型和非耐低磷基因型两大类,分别包括25个和55个品种。其中,中棉所21、中99和陕棉11属于耐低磷的极端基因型。     

棉花苗期氮营养高效品种筛选

以33个棉花品种（系）为材料,采用温室苗期水培方法,在低氮和正常供氮2个水平下,对耐低氮棉花基因型的筛选指标进行了分析,并对氮高效型品种进行了筛选。结果表明,相对整株干重与相对氮积累量呈极显著正相关（r=0.946**,N=33,P<0.01）,与相对氮利用效率呈显著正相关（r=0.432*,N=33,P<0.05）,说明整株干重可作为棉花苗期氮高效基因型筛选的主要指标,相对氮积累量与相对氮利用效率呈显著正相关（r=0.445*,N=33,P<0.05）,这2个指标可作为苗期筛选的辅助指标。不同棉花品种的耐低氮能力不同,其中新陆早12号、新陆早21号、新陆早32号、新陆中26号、新陆中31号、新海25号品种的相对整株干重较高,具有在低氮条件下氮积累干物质能力强,氮利用效率较高等特点;炮台一号、新陆早19号、新陆早36号、A杂交铃、新海3号、新海13号为氮低效基因型品种,具有正常氮条件下干物质积累较少、吸氮能力相对较弱等特点。通过对不同时期苗期水培试验,在正常和缺氮条件下对不同棉花基因型形态和生理指标进行了分析比较,初步探讨了氮高效的机理,以为棉花优质、高产、高效栽培和棉花氮素高效利用品种的选育提供理论依据。