不同基因型大豆氮效率的研究

通过对不同基因型大豆新大豆1号和黑农40的试验研究,结果表明,施氮对新大豆1号的增产作用不明显,但对黑农40有较好的增产作用;花期黑农40和新大豆1号上、中、下层叶片氮含量都随着施氮量的增加而增加,黑农40叶片氮含量与施氮量的相关系数都达到极显著相关,但新大豆1号没有达到显著水平;施氮对新大豆1号的生物固氮抑制程度高于黑农40,使新大豆1号生物固氮降低36. 3% ~85. 2%。     

分子生物学途径提高作物氮效率研究进展

氮肥利用率低是当前影响我国农业可持续发展的重要问题,而通过生物技术手段挖掘植物自身氮吸收利用潜力是提高作物氮效率的重要途径。介绍了可能对提高作物氮效率有重要影响的基因,综述了目前通过基因工程手段提高植物氮效率的研究现状。综合当前的研究来看,谷氨酰胺合成酶基因、丙氨酸转氨酶基因、氮素再利用相关基因及转录因子等相关基因在提高作物氮效率方面具有较大的潜力,应该成为未来研究的重点方向。     

小麦苗期耐低氮基因型的筛选与评价

氮是作物吸收的第一大必需营养元素, 对作物生长发育具有不可替代的作用。大量研究表明, 不同基因型小麦对氮的吸收利用能力不同, 培育氮高效小麦品种是提高氮利用效率的根本途径, 而发掘耐低氮小麦种质资源是小麦氮高效育种的基础。为此, 本研究以30 个小麦-冰草远缘杂交的高代品系, 1 个小麦-黑麦远缘杂交的T1BL·1RS 易位系, 2 个"小偃54"×"京411"重组自交系群体中的品系, 以及13 个生产上的主栽品种为试验材料, 通过低氮胁迫和正常供氮2 个处理的苗期水培试验, 进行了耐低氮基因型的筛选与评价。方差分析显示, 13 个氮效率相关性状在2 种氮水平之间及各小麦基因型之间的差异均达到显著或极显著水平。主成分分析显示, 前3 个主成分累积贡献率达到81.2%, 已包含了大部分信息, 能够基本反映整体状况。其中, 相对茎叶吸氮量、相对植株吸氮量、相对根冠比、相对茎叶干重、相对植株干重、相对茎叶氮利用效率、相对根含氮量在3 个主成分中占较大的比重。综合评价结果显示, 在33 个小麦远缘杂交品系中08B41 得分最高, 为1.60,为最耐低氮的品系; 13 个主栽品中"科农9204"得分最高, 为2.10, 为耐低氮的品种。聚类分析显示, 46 份基因型小麦可划分为3 大类: 耐低氮型(15 份)、中间型(22 份)和低氮敏感型(9 份)。筛选出08B41、XJ19-1、08B8、08B10、08B13、08B25、WR9603、08B2、08B5 共9 份耐低氮远缘杂交高代品系, 及"科农9204"、"邯7086"、"河农827"、"石麦18"、"石4185"、"石新733"共6 份耐低氮主栽品种。这些耐低氮的基因型可作为小麦营养高效育种的种质资源, 本文并对小麦近缘种属在小麦营养高效遗传改良中的作用进行了讨论。     

水稻氮效率基因型差异及其机理研究进展

提高氮效率是当前水稻生产中亟待解决的问题。针对水稻基因型间氮效率差异的客观事实,从根系、叶片光合与衰老、库容量、氮代谢、物质生产与分配、产量及其构成等方面,详细阐述了水稻氮效率基因型差异的机理。对研究中存在的问题进行了探讨,并对水稻氮效率与高产的协同进行了展望。     

苗期耐低磷烟草基因型筛选及其磷效率

【目的】筛选耐低磷及磷高效作物是充分利用土壤磷素和磷肥,减少磷肥施用对环境污染的重要手段。调查烟草基因型的磷素利用效率可为培育磷高效烟草品种提供理论依据。【方法】以71个烟草品种为供试材料进行了水培试验。以Hoagland营养液为基础(1.0 mmol/L KH₂PO₄),调整营养液磷水平0.01 mmol/L KH₂PO₄ (低磷)。烟苗在完全营养液中生长至4叶1心时进行处理。处理21天后,采样分析烟草主要生长、形态和生理指标,筛选耐低磷基因型判别指标,并对品种进行磷效率类型划分。【结果】全株磷累积量、地上部干重、根干重、株高、总根长及根直径可作为鉴定耐低磷烟草基因型的苗期筛选指标。将全株磷累积量和地上部干重的耐低磷相对值进行聚类热图分析,鉴定出8个耐低磷品种、21个低磷敏感品种及42个中间型品种。同时,依磷效率综合值作散点图发现,耐低磷品种中有4个低磷低效正常磷低效型、2个低磷高效正常磷高效型和2个低磷高效正常磷低效型,低磷敏感品种中有14个低磷低效正常磷低效型、1个低磷高效正常磷高效型和6个低磷低效正常磷高效型。【结论】初步确定K326和云烟105为耐低磷且磷高效品种,G28、闵烟3号、DB101、Oxford 2028、14P10、CV70、云烟98、MSB44、单育2号、净叶黄、CB1、中烟101、RG11和MSB31等14个为不耐低磷且磷低效品种。     

低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种幼苗根系形态和生理特征的影响

采用水培方法,以2个耐低氮品种和2个不耐低氮玉米品种为材料,以正常氮处理B3[15 mmol(N)·L?1]为对照,研究2个低氮胁迫水平B1[0.05 mmol(N)·L?1]、B2[0.5 mmol(N)·L?1]对不同耐低氮性玉米品种苗期根系形态和伤流量及氮代谢关键酶活性的影响。结果表明:与正常供氮处理相比,在B1和B2低氮胁迫处理下,玉米幼苗根系伤流量和硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均下降,耐低氮品种上述各指标的降幅(29.8%和8.7%、46.9%和39.6%、7.3%和4.4%、31.3%和19.8%)均小于不耐低氮品种(37.0%和27.5%、68.8%和56.6%、24.5%和18.7%、60.7%和42.7%),且在B1处理下耐低氮品种根系NR、GDH活性分别是不耐低氮品种的1.4倍、1.35倍。低氮胁迫对玉米苗期地上部生长的影响大于对地下部生长的影响,使地上部干重显著降低,根冠比显著增大,根数减少;在B1和B2处理下,不耐低氮品种根冠比增幅(81.6%和25.4%)、根数降幅(22.2%和31.1%)均大于耐低氮品种(61.0%和21.1%、19.8%和19.4%)。随着低氮胁迫程度的增大,耐低氮品种根长增长,根粗减小,对低氮胁迫的响应能力增大,表现为根系伸长变细以增加对氮的吸收面积。与不耐低氮品种相比,低氮胁迫下耐低氮品种根系形态较好,根系生理活性和对低氮胁迫的耐性较强,能维持较稳定的生长;随着低氮胁迫时间的延长,耐低氮品种对低氮胁迫的适应性增强,不耐低氮品种则降低。     

不同玉米基因型吸钾和耐低钾能力的研究

利用植物对环境的遗传多样性,充分发掘优良基因型,筛选和利用吸钾能力强以及对土壤和肥料中钾利用效率高的作物品种,以适应低钾土壤条件,节约钾肥资源,缓解钾肥短缺矛盾[1 - 3].玉米是需钾量较多的作物,开展不同玉米基因型吸钾和耐低钾能力研究,挖掘玉米优良种质资源,以期为筛选吸钾能力强和耐低钾的玉米基因型,缓解我国钾肥不足提供依据.     

不同基因型玉米氮效率差异的比较研究

随着人们对农田氮肥过量施用导致肥料利用率下降和农田地下水硝酸盐污染等问题认识的逐渐加深,不同基因型玉米氮素营养效率的研究得到了普遍的重视。田间条件下选择３５个玉米基因型,在３个施氮水平下测定其产量、氮效率和氮响应度特性状、结果表明,在同一施氮水平下,不同基因间接量,氮效率和氮响应度存在显著的差异。以张氮响应度为指标进行的模糊聚类分析结果表明,当λ＝０．８２时,供式玉米基因型可以划分为四种类型。结果     

不同氮效率基因型冬小麦生理特征的比较研究

采用田间小区试验,通过对两个不同氮效率基因型冬小麦小偃22(XY22)和小偃6号(XY6)产量和构成因素,氮素吸收利用效率以及关键生育期的硝酸还原酶、叶水势、叶绿素含量等生理指标测定,探讨了其对氮素利用的差异及其机理。结果表明,不施氮处理,子粒产量、硝酸还原酶活性、叶水势、叶绿素含量明显降低,而施氮后明显提高;氮素吸收利用效率、叶水势、叶绿素含量在施N150 kg/hm2时保持在较高水平。两个基因型中,小偃22比小偃6号的生理代谢更加旺盛,施氮加强了这种作用,这可为进一步选育氮高效利用型小麦品种提供科学依据。     

玉米杂交种氮效率基因型差异

利用北京地区推广的 8个主要玉米杂交种 ,在不施N和施N条件下研究了产量、N累积量及N效率的基因型差异。结果表明 ,在不施N和施N条件下 ,不同品种之间产量的变异幅度分别为 62%、57% ;N累积总量的变异幅度则分别为 55%、48%。其中以农大 108的产量和N累积总量最高 ,中单 120和中单 2号最低。随施N量增加 ,吸收效率和N效率显著下降 ,利用效率则变化不大。在 2个施N水平下 ,N效率基因型差异主要决定于吸收效率     

夏玉米氮效率基因型差异研究

利用田间小区试验,通过测定作物产量、收获指数、氮效率和氮响应度等指标,研究了陕西关中农业生产中常用的10个夏玉米杂交种的氮效率基因型差异。结果表明,无论施氮与否,10个夏玉米品种的子粒产量和生物学产量均表现出显著的基因型差异;其收获指数、氮效率和氮响应度,也存在显著的基因型差异。根据氮效率和氮响应度可将10个不同基因型分为四种类型:H-H型包括户单4号、陕资1号、掖单19;L-L型包括中单2号、豫玉22;H-L型包括陕单16、陕单902和户单2000;L-H型包括陕单9号和农大108。综合考虑氮效率类型和响应度,选择有代表性的基因型(户单4号、豫玉22和户单2000)测定氮累积量,计算氮利用效率和氮收获指数,结果表明,氮累积量不能反映氮效率类型,氮利用效率对氮效率的贡献与施氮水平有关;不论施氮与否,氮收获指数均能较好地反映氮效率类型。     

不同磷效率小麦对低铁胁迫的基因型差异

用营养液培养方法研究了不同磷效率小麦幼苗对低铁胁迫的基因型差异。结果表明,低铁胁迫(-Fe)对磷高效基因型小麦生长的抑制作用显著大于对磷低效基因型。低铁处理下,磷高效基因型81(85)-5-3-3-3、Xiaoyan54和Taihe-5025的植株地上部干重平均比正常供铁(+Fe)处理下降55.2%;磷低效基因型Jinghe90-Jian-17、NC37和Jing41平均33.0%。低铁胁迫显著降低了磷高效基因型小麦的叶片叶绿素含量,3个磷高效基因型的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量分别降低了35.6%、35.3%和35.3%,磷低效基因型分别降低了16.8%、7.7%和11.9%。低铁胁迫对小麦的根系生长、根系吸磷量和磷利用效率均未产生明显的影响,但显著降低了磷高效基因型小麦的植株地上部吸磷量和根效率比。与正常供铁的处理相比,磷高效和磷低效基因型小麦的地上部吸磷量和根效率比在低铁处理中平均降低了55.0%、54.9%和32.5%、36.4%。磷高效基因型小麦植株体内积累的磷量明显高于磷低效基因型,这是磷高效基因型不耐低铁的主要原因。磷效率越高,对低铁的反应越敏感。     

作物不同基因型对土壤环境中某些因素影响的研究进展

近年来,随着植物营养研究的发展和对资源环境综合管理的日益重视,国内外许多学者以植物本身的遗传特性为切入点,研究作物不同基因型与环境因素的相互影响,从而使资源得到合理的有效利用.综述了作物不同基因型对土壤磷、钾、土壤酶、土壤微生物的影响,以及根系分泌物的差异,为开展相关研究提供参考.     

水稻苗期耐低磷基因型差异研究

采用难溶性磷酸盐Ca3 (PO4) 2 液相控释方法试验研究不同水稻品种 (系 )苗期耐低P基因型差异结果表明 ,各水稻基因型耐低P胁迫能力存在极显著差异 ,其中“汕优 6 3”、“IR74”、“汕优 16 1”、“IR70 6 17 4B B19 2”、“IR6 4”5个品种 (组合 )耐低P能力最强 ;“IR70 6 5 1 3B 3 2 2 2”、“IR71331 2B 2 1”、“南川”、“IR71379 2B 10 2 3 1”和“IR72 4 13 3R 2 6 2”5个品种 (系 )对低P胁迫较敏感 ;而“IR73384 11 7 8 3 2 3 3 3”、“IR73382 111 9 19 19 2 3 1 2”、“IR72 4 17 3R 6 2”、“IR36”、“IR72 4 17 3R 8 3”和“IR72 4 12 3R 11 3”6个品种 (系 )P效率则属中间型。     

不同基因型植物低磷胁迫适应机理的研究进展

提高磷（Ｐ）效率的途径之一是选择在Ｐ胁迫下能实现高产的新的基因型植物。阐述了低Ｐ胁迫下植物根的粗细,根毛的数量和密度,侧根的数量,根系牧民分泌物种类数量的差异,酸性磷酸酶活性等形态和生理方面的适应性反应,与耐低Ｐ有关的基因定位、克隆的研究进展,揭示了植物低Ｐ胁迫时的适应机制。     

作物吸氮效率的试验研究

考虑灌水施肥两方面的影响因素 ,在试验资料的基础上 ,本文初步探讨了水、肥与作物产量的关系 ,分析了作物吸氮效率的内涵 ,建立了单因素氮素生产函数、双因素水肥生产函数 ,为北方缺水地区制定节水灌溉与科学施肥提供了依据。     

不同氮形态对两种基因型水稻根系形态及氮吸收效率的影响

为了探索不同铵硝配比对水稻根系形态和地上部N累积量的影响及其与根系吸N量的关系,以苗期N高效品种桂单4号和N低效品种南光为材料,设置1.0mmol/L NO3--N、0.5mmol/L NH4NO3、1.0mmol/L NH4 -N 3个N处理开展了研究.结果表明:含有NO3--N的处理总根长、总根数和总根表面积均明显高于NH4 -N的处理,且桂单4号和南光两种基因型水稻之间存在差异.两品种均在0.5 mmol/L NH4NO3处理中根系吸N量最高,其次是1.0 mmol/L NH4 -N处理,1.0 mmol/L NO3--N的处理根系吸N量最少.     

低氮胁迫对谷子苗期性状的影响和耐低氮品种的筛选

筛选和培育耐低氮能力强的作物品种,是提高作物氮素利用效率,减少氮肥施用量,降低环境污染的有效措施。本研究以45份谷子品种为试材,采用水培的方法,在低氮(0.1mmol·L~(-1))和正常氮(5mmol·L~(-1))条件下,测定苗高、根长和根数等22个氮效率相关指标,采用综合耐低氮系数法以及基于主成分分析的隶属函数法评价参试谷子品种的耐低氮性。结果表明,与正常氮条件相比,低氮胁迫下,谷子苗期根长、根冠比、地上部氮素生理效率、地下部氮素生理效率、单株氮素生理效率有不同程度提高,其余17个指标都有不同程度降低。两种评价方法均根据45个谷子品种的耐低氮能力将其划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮性较强的品种5份,编号分别为11、14、17、35和39。利用GGE双标图对品种-耐低氮相关指标的分析表明,编号39和14的耐低氮品种主要耐低氮性状为地下部干重、地下部鲜重、根长;编号为11、35和17的耐低氮品种主要耐低氮性状为地上部鲜重、叶片数、叶宽、叶长、单株氮累积量、地上部氮累积量、单株干质量、地上部干重、地下部氮累积量、根数、苗高和SPAD。可见不同谷子品种的耐低氮机制存在一定差异,研究结果可为谷子耐低氮品种的选育提供材料基础。     

水稻耐低钾基因型筛选方法的研究

本试验用１／４强度的ＫｉｍｕｒａＢ营养液将灿稻、稻和籼型杂交稻各１１份，分别培养到三叶期后，以含有０．２６５μｍｏｌ／ＬＨ２Ｏ２，０．２ｍｍｏｌ／ＬＣａＳＯ４加０．１或０．２或０．３或０．４ｍｍｏｌ／ＬＫ＾＋的营养液为测定介质，在２５±２℃，连续自然光下，运用离子耗竭技术分别测定了各种不同钾浓度下灿稻、粳稻和杂交稻不同基因型的吸钾速率。并于三叶期和五叶期分别测定这三类基因型的生物量和钾素利用效率。     

水稻耐低锌基因型的生长发育和若干生理特性研究

在不同Zn2+活度（pZn2+9.7,pZn2+11.0和pZn2+＞11.5）的溶液培养条件下,研究了水稻耐低锌基因型的生长发育和若干生理特性。结果表明:水稻锌营养存在明显的基因型差异,降低锌离子活度会增加地下部于物质的积累,当Zn2+活度从pZn2+9.7下降到pZn2+11.0时,耐低锌品种的地上部干重虽下降,但因地下部干重显著增加,故总干重相近;锌敏感品种则地上部干重显著下降,而地下部干重增加不明显,总干重显著下降。当严重缺锌（pZn2+＞11.5）时,所有基因型水稻的干重构极显著地下降,但锌敏感品种比耐低锌品种下降得更多。降低Zn2+活度使水稻秧苗的出叶速度减慢,在极度缺锌条件下,敏感品种只能生长到3.5叶,而耐低锌品种能生长到4.5叶左右。对叶绿素和根系氧化力的测定结果表明,轻度缺锌或缺锌初期会使叶绿素含量上升和根系氧化力下降,但严重缺锌时,则使叶绿素含量显著降低,而使根系氧化力明显增加。锌敏感品种比耐缺锌品种的变化更为明显。锌离子活度对秧苗的含水量也有明显的影响。因此,耐低锌基因型在低Zn2+活度条件通过保持较低的根氧化作用,促进根系生长以维持地上部新叶生长,达到低锌适应稳态。