黄腐酸对番茄幼苗适应低磷胁迫的生理调控作用

【目的】磷是植物生长发育的关键元素之一,缺磷会严重影响作物的产量和质量。黄腐酸作为一种天然有机物,在促进植物生长的同时还能提高植物的抗逆能力。开展黄腐酸对番茄幼苗适应低磷胁迫生理调控作用研究,明确黄腐酸对番茄适应低磷胁迫的生理调控机制,对黄腐酸缓解番茄“遗传学缺磷”的概念和机理做出合理解释。【方法】采用Hogland营养液水培方式,以番茄‘金棚1号’为供试品种,待番茄幼苗长到三叶一心时移到水培盆中缓苗7 d,外源添加不同浓度（0、0.04、0.08、0.12、0.16和0.20 g·L^-1）黄腐酸,研究其对低磷胁迫（10 μmol·L^-1）下番茄幼苗生长、根系发育、光合作用性能、磷素吸收和分配、有机酸积累和分泌等生理过程的影响。【结果】低磷胁迫下,随着黄腐酸施用量的增加,番茄幼苗的各项生理指标基本呈现先增后降趋势。当黄腐酸的施用浓度为0.08 g·L^-1时,显著提高根冠比;增加叶绿素含量,提高叶片光合作用性能;提高番茄不同组织中磷素积累、分配和转运;提高磷转运相关基因（PT1和PHO1）的表达,其中PT1能促进番茄幼苗根系向环境中吸收磷酸盐缓解低磷胁迫;PHO1能促进磷酸盐由根系向茎叶分配从而有效缓解地上部缺磷。黄腐酸能提高根系有机酸（草酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸和酒石酸）积累,降低根系中无氧呼吸产物乳酸和乙酸含量,促进质子泵基因（HA1）的表达,促进根系泌酸,这种生理代谢变化有利于将环境中难溶性的磷转变为可溶性的磷,并促进植物根系对磷素吸收;增强生长发育相关转录因子（GRAS1）表达,降低叶片花青素积累。【结论】通过低磷胁迫下添加一定浓度的黄腐酸可明显改善番茄幼苗地上部生长及根系发育,可在一定程度上缓解植物的缺磷症状。     

供磷水平对棕榈幼苗生长及根系形态的影响

以1年生棕榈幼苗为试验材料,设置0、0.5、1.0、1.5 mmol·L^-14个供磷水平,采用沙培试验,处理150 d后测定棕榈苗木生长指标、根系形态指标。结果表明:供磷水平为1 mmol·L^-1时,苗高增量、比叶面积、生物量、根冠比均达到最大值,且随着供磷水平的继续增加上述指标开始降低;棕榈根系的总根长、总表面积、根尖数量、组织密度均在1 mmol·L^-1时达到最大,当磷浓度为1.5 mmol·L^-1时,棕榈根系生长受阻;根毛是棕榈响应磷缺乏最敏感的指标,缺磷处理(0 mmol·L^-1)下,棕榈幼苗根毛数量、总长度均达到最大值。低磷水平下,棕榈通过改变根毛的吸收面积来增强对水分养分的吸收。综上所述,磷浓度高于或低于1 mmol·L^-1,都不利于棕榈幼苗的生长,最适宜棕榈幼苗正常生长的磷肥需要量为1 mmol·L^-1。     

玉米低磷胁迫研究现状

玉米是世界第二大粮食作物,同时也是我国第一大农作物。磷是玉米生长发育所必需的元素之一,充当生物膜和核酸的重要组成元素,缺磷将严重影响玉米的生长发育。综述了缺磷对玉米苗期性状、根系、生理生化特性及产量等方面的影响。     

玉米低磷胁迫研究现状

玉米是世界第二大粮食作物，同时也是我国第一大农作物。磷是玉米生长发育所必需的元素之一，充当生物膜和核酸的重要组成元素，缺磷将严重影响玉米的生长发育。综述了缺磷对玉米苗期性状、根系、生理生化特性及产量等方面的影响。     

不同磷水平柱花草磷效率及根构型研究

为研究不同磷水平下柱花草磷效率的基因型差异及其与根构型的关系,利用盆栽试验,以磷低效、磷高效、磷敏感3种基因型柱花草品种为材料,研究0、0020、0035、0050、0075、0100、0200 g·kg-1共7个磷水平下,不同基因型柱花草的磷营养特性;并进一步比较两个代表性基因型（磷低效、磷高效）柱花草在对照(0 g·kg-1)、缺磷(0010 g·kg-1)、正常磷（0025 g·kg-1）处理下苗期根系生长状况,从而确定根构型与磷效率的关系。结果表明：不同基因型植株的磷含量、吸磷量随磷浓度的增加而增加,磷利用效率对磷浓度的反应趋势则相反。在不同磷处理下,磷高效基因型的磷利用效率均较高,且随着磷浓度的增加不同基因型品种磷利用效率的变化趋势度表现为：磷高效＜磷低效＜磷敏感。随着磷胁迫的加重,磷高效和磷低效基因型的侧根数、主根长、根体积、根表面积和根活跃吸收面积均增加,根直径减小。磷高效基因型柱花草根体积显著高于磷低效基因型,且在其他根构型指标上优于磷低效基因型。磷高效基因型品种较耐低磷,柱花草根系形态的改变是其适应低磷胁迫的重要机制。研究为柱花草的优质栽培提供理论依据。     

Effect of morphology of root system on adaptability of rice to the deficiency of mineral elements

The analysis of the effect of deficiency of mineral elements on a number of traits characterizing morphotypes and productivity of rice varieties of Russian, Italian, and Chinese selection was performed in the study. Russian varieties exceeded all studied foreign variety by the weight of the root system, but they exceeded only Italian varieties by the length of root system. The results of the study demonstrated that the deep root system provides significantly higher productivity of the main panicle of plants under stress (phosphorus deficiency). Phosphorus deficiency increased the length of the root system in both groups with shallow and deep root systems, but the increase was more significant in the group with shallow root system.     

植物耐低磷的转录调控机制

植物缺磷已经成为世界性的难题,越来越多的研究表明,转录调控是植物耐低磷调控的的重要环节,因此,有关植物低磷诱导转录因子转录机制的研究已成为国内外研究的热点。综述了与植物磷胁迫相关的转录因子PHR1,PHO1,WRKY6等调控磷酸饥饿的方式及其在植物生长发育、根系形态变化和激素信号等方面的功能,并对其研究前景进行了展望。     

植物忍耐低磷胁迫机理的研究进展

利用和挖掘作物自身磷高营养效率的能力,以改良作物磷营养性状,已成为植物磷素营养研究的重点和热点。论述了低磷胁迫下植物根系形态、根系分泌物以及磷的跨膜运输和体内转运等方面的适应性变化,总结了目前与磷高效营养性状有关的基因定位和克隆的研究进展,进而揭示出植物低磷胁迫忍耐机理。     

水稻品种耐低磷胁迫特性研究进展

磷是作物生长发育不可缺少的营养元素之一,然而土壤中可利用磷的含量却很少能满足作物的需要,因而作物磷素营养与磷肥施用长期以来成为国内外广泛研究的课题.在此,简述了世界和我国土壤磷资源供给概况,水稻品种耐低磷胁迫特性研究进展,耐低磷胁迫水稻品种(系)的筛选与鉴定研究进展,低磷胁迫对水稻品种根系的影响研究进展.     

缺磷胁迫对不同玉米幼苗生长的影响

营养液砂培4种不同玉米自交系材料,设置0.25mol/LKH2PO4全磷(对照)、0mol/LKH2PO4(缺磷)两种处理,于5、7、9、11d时考察幼苗生长指标。对缺磷胁迫下4种不同基因型玉米自交系生长的研究表明,低磷胁迫对040651、044191地上部分的抑制大于根系,根系的相对干生物量明显高于地上部分的相对干生物量;从相对株高和相对叶面积的研究显示,编号为040651的自交系受缺磷胁迫的影响小于其他3个自交系材料。缺磷胁迫下4种不同基因型玉米自交系根系形态的研究显示:缺磷胁迫诱导玉米根伸长,根系表面积增大,根冠比显著增加。     

缺磷诱导植物分泌低分子量有机酸的研究进展

总结了近年来对缺磷诱导植物分泌的低分子量有机酸(包括来源、组成和种类、分泌机理)、有机酸的作用机理及其研究方法等方面的研究,并对以后的研究方向进行了展望。     

西洋参磷素营养特性的研究

为探讨西洋参磷素营养规律，利用^32P示踪技术与农化方法，西洋参移栽时在根部施入^32P标记磷肥：展叶期、果期叶面供磷，研究了西洋参对不同施肥方法、不同供磷时期对磷的吸收利用规律。结果表明：西洋参对底施和叶面供磷的吸收利用均随着生育期的推进而逐渐增加；底施磷肥是西洋参中磷素的主要来源，并主要分部于根部，约1／3分布于地上部；不同生育期叶面供磷，磷素向代谢活性部位分配，展叶期叶面供磷有利于向根部转移；供试期间皮，底施磷肥与展叶期和果期叶面供磷的单株^32P利用率分别为11．90％、37．49％和27．64％。     

玉米根分泌物对喀斯特地区土壤吸附磷的影响

磷是作物生长发育的必要养分,喀斯特地区的土壤中碳酸钙是主要的磷吸附基质,使得喀斯特土壤中可利用的磷含量低。农作物根的分泌物在活化磷的过程中起重要作用。利用平衡法模拟喀斯特地区土壤在有根分泌物存在时的磷吸附反应。结果表明,玉米根分泌物能抑制土壤对磷的吸附,即使得土壤中可供作物利用的磷增加。土壤对磷的等温吸附反应能被Freundlich方程很好地拟合,拟二级速率方程是描述土壤对磷的吸附动力学的最优方程。     

不同磷水平对大豆植株生长发育的影响

不同磷浓度对大豆植株株高、根体积、叶面积、植株干重、植株磷含量、磷吸收量和磷利用效率等具有显著或极显著影响。随着液体磷浓度的增加,植株磷含量和磷吸收量相应增加,而植株磷利用效率相应减少。不同大豆品种和不同生长发育阶段对磷浓度的反应表现出显著差异。在液体培养条件下,适宜筛选和鉴定大豆磷高效基因型的介质磷浓度为125μmol/L,培养时间为3周。     

红壤上小麦对磷肥的响应及其机理

缺磷是酸性土壤上作物生长的重要限制因子之一,但在研究酸性土壤磷缺乏问题时大多不顾及铝毒害的问题.本试验研究了小麦在红壤上对磷肥的响应特点,并主要从磷和铝相互作用的角度对其响应特点的原因进行了探讨.结果表明,在红壤上小麦对磷肥没有明显的响应;在磷铝交替处理条件下,铝在高磷下对小麦的毒害比低磷下更严重,提高供磷水平能促进铝在小麦根系中的累积.在高磷下铝对小麦毒害更为严重可能是小麦对磷肥表现不出明显响应的原因之一.     

缺磷抑制拟南芥对镉的吸收

以野生型拟南芥Col-0和铁转运蛋白缺失突变体irt1为试验材料,设置缺磷无镉处理(-P-Cd)、缺磷加镉处理(-P+Cd)、正常供磷无镉处理(+P-Cd)和正常供磷加镉处理(+P+Cd),研究缺磷对拟南芥镉吸收的影响。结果表明:40 μmol·L^-1 镉处理条件下,与正常供磷相比,缺磷处理显著提高了Col-0拟南芥叶片的叶绿素相对含量和植株干质量,缓解了镉对拟南芥Col-0的毒害;缺磷处理降低了Col-0植株体内的镉含量,并抑制了根中铁转运蛋白基因IRT1的表达;在irt1突变体中,缺磷处理虽然也降低了植株体内的镉含量,但降低幅度显著低于Col-0植株。因此,推测IRT1基因在缺磷抑制拟南芥对镉的吸收、缓解镉毒害中起作用。     

植物磷胁迫条件特异性表达基因研究进展

磷是植物生长发育必须的元素,然而多数土壤中可利用磷的含量却很少能满足作物的需要,因而作物磷素营养研究成为广泛研究的课题。目前,磷素营养的研究已深入到分子水平。在磷缺乏时,植物根和茎中发现了许多磷缺乏特异性表达的基因,包括高亲和力磷转运子、有机酸的分泌相关基因、酸性磷酸酶、TPSI1/Mt4基因家族等。这些磷缺乏特异性基因的表达对植物吸收利用磷起到重要作用。磷缺乏特异性表达基因的研究为了解植物适应磷胁迫的机制、提高磷利用率改良作物奠定了基础。     

不同供磷浓度对杉木苗根系和盆栽土壤的影响

【目的】研究不同供磷浓度下盆栽杉木Cunninghamia lanceolate苗根系形态和生理响应机制及土壤养分和微生物变化规律。【方法】设置缺磷(P0)、正常供磷(P1)及高浓度供磷(P2)3个处理,测定不同供磷处理盆栽杉木苗根系形态和生理指标及土壤养分和微生物数量的时间动态。【结果】处理第30天时,P0植株地上部和整株干物质累积量最小,而根系干物质累积量和根冠比最大,分别是P1的2.07和5.37倍,差异显著;处理第15天时,P0根系磷吸收率最低而利用率最高,第30天时,其根系磷吸收率为P1的43.18%,而磷利用率为P1的231.59%;根系表面积和根尖数随处理时间增加呈增长趋势,第30天时,P0根系表面积为3.46 cm2,根尖数为56个,显著高于P1、P2处理;磷处理期间,酸性磷酸酶、超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量均以P0最高,并与P1、P2差异显著;较之P1、P2处理,P0的土壤碱解氮明显升高,有效磷严重匮乏,p H、速效钾和阳离子交换量变化不大,酸性磷酸酶活性显著增强,真菌数量则有所降低。【结论】较之正常和高浓度供磷处理,缺磷胁迫导致杉木苗根系干物质累积量增加,根冠比增大,根系表面积和根尖数随胁迫时间延长而增大和增多;缺磷处理根系磷吸收率下降而利用率提高,根系的酸性磷酸酶、超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量显著增大,同时盆栽土壤酸性磷酸酶活性显著增强,碱解氮含量明显增加,有效磷含量匮乏且真菌数量最少,表明缺磷处理对杉木苗根系生长及土壤养分和微生物数量影响显著。     

低磷胁迫对‘浙粳22’等8个晚粳稻品种苗期性状和养分吸收的影响

以浙江省晚粳稻主栽品种‘浙粳22’、‘浙粳27’、‘秀水110’、‘秀水09’、‘秀水128’、‘秀水63’、‘嘉991’和‘嘉花1号’为材料,研究了低磷胁迫(0.5 mg/L)下根系和秧苗生长情况。结果表明,不同品种的根长、干物质重、氮、磷、钾养分吸收、根系磷素吸收动力学参数I_max(最大吸收速率)、K_m(吸收速率=1/2 I_max时介质中离子的浓度)和C_min(根系净吸收速率为零时介质中离子的浓度)均存在显著差异,‘浙粳22’、‘浙粳27’、‘秀水110’、‘秀水09’和‘秀水63’低磷胁迫时Km和C_min较小,I_max较大,对磷的亲和力和利用效率较高,具有一定的耐低磷特性;相反,‘嘉花1号’、‘嘉991’和‘秀水128’的K_m和C_min较大,I_max较小,对磷的亲和力较低,对低磷胁迫表现较为敏感。     

不同施氮量对烤烟磷积累以及磷肥利用率的影响

小区试验设3个施氮处理分别为0、52.5和67.5 kg.hm-2,磷钾肥用量分别为P2O578.8 kg.hm-2和K2O157.5 kg.hm-2,研究烤烟根茎叶磷积累以及磷肥利用率的变化。结果表明:根系3~7周为缓慢积累期,7~15周为快速积累期;茎在7~11周快速增加,11~15周保持稳定状态,磷的积累量随氮肥用量增加而增加;整个生育期内叶片磷积累表现为稳定增加的趋势,叶片磷积累量随氮肥用量增加而增加;磷肥利用率为10.02%和11.74%,氮肥用量对磷肥利用率影响差异不明显。