田间越冬期不同根型苜蓿根系的生理生化特性

以根茎型清水苜蓿、直根型陇东苜蓿、根蘖型甘农2号杂花苜蓿和野生黄花苜蓿为试验材料,在田间条件下,测定3类根型的4个苜蓿品种(材料)在秋末至翌年初春根系脯氨酸、丙二醛、可溶性糖及可溶性蛋白质含量、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性6项指标的变化,以研究不同根型苜蓿品种(材料)对低温的适应性.结果表明,4个苜蓿品种(材料)其脯...     

不同根型苜蓿根系对低温胁迫的响应及其抗寒性评价

为了解不同根型苜蓿在越冬期根系对低温胁迫的响应特征及其抗寒性强弱, 本研究以根茎型“清水”紫花苜蓿 (Medicago sativa L. cv. “Qingshui”)、根蘖型“甘农2 号”杂花苜蓿(M. varia Martin. cv. “Gannong No. 2”)和直根型“陇东”紫花苜蓿(M. sativa L. cv. “Longdong”)为材料, 于2009 年9 月15 日、10 月15 日、12 月15 日, 2010 年1 月15 日、3 月15 日在甘肃天水、榆中和武威3 个生态区, 对自然降温、升温过程中苜蓿根系脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和丙二醛(MDA)含量及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性6 项生理指标的动态变化进行监测。结果表明, 在3 个生态区, 3 类根型苜蓿根系MDA 含量随气温的变化均呈先升高后降低再升高的变化趋势; 脯氨酸、可溶性糖含量和CAT 活性均随气温的下降而增加, 随气温升高而减少; 而可溶性蛋白质含量和SOD 活性在不同生态区的不同品种间随气温的变化规律不同。应用隶属函数法进行抗寒性综合评判, 不同根型苜蓿抗寒性强弱顺序为: 根茎型“清水”紫花苜蓿>根蘖型“甘农2 号”杂花苜蓿>直根型“陇东”紫花苜蓿; 同一品种在不同生态区抗寒性强弱顺序为: 榆中>武威>天水, 与所在地的海拔呈显著正相关。     

不同根型苜蓿根颈变化特征分析

在甘肃省3个不同生态区(天水半湿润区、兰州半干旱区和武威干旱区),应用Marquez-Ortiz法和Johnson法对根茎型“清水”苜蓿(Medicago sativa L.cv.“Qingshui”)、根蘖型野生黄花苜蓿(native M.falcata material)和“甘农2号”杂花苜蓿(M.varia Martin.cv.“Gannong No.2”)及直根型“陇东”苜蓿(M.sativaL.c v.“Longdong”)生长前3年的根颈特性进行了连续研究,结果表明,在3个生态区,不同根型苜蓿根颈特性差异显著,其中根茎型“清水”苜蓿根颈直径和分枝直径均较细,根颈入土深度较深,根颈分枝数较多;根蘖型野生黄花苜蓿和“甘农2号”杂花苜蓿的根颈直径和分枝直径均较粗,根颈入土深度相对较浅,根颈分枝数与根茎型“清水”苜蓿差异不显著;直根型“陇东”苜蓿的各项指标介于根茎型与根蘖型苜蓿之间,与根蘖型苜蓿更接近.根茎型、根蘖型苜蓿的水平伸展特性在不同生态区和不同土壤质地生长当年和生长第2年均未表现,生长第3年根茎/根蘖性状在3个生态区均得到表达,但根茎率/根蘖率不同.根茎率在天水半湿润区最高,盛威干旱区最低;根蘖率在武威干旱区和兰州半干旱区较高,天水半湿润区较低,且根茎率/根蘖率随生育时期的延长呈增加趋势.结荚期根茎型“清水”苜蓿在天水半湿润区根茎率为76.7％,兰州半干旱区、武威干旱区分别为43.5％和39.0％.根蘖型黄花苜蓿和“甘农2号”杂花苜蓿的根蘖率在兰州半干旱区为61.2％和50.6％,在武威干旱区为58.7％和54.7％,在天水半湿润区为44.5％和36.3％.     

盐碱胁迫水稻根系研究

我国盐碱地面积约为1×10⁸ hm²,其中可利用的盐碱地约0.37×10⁸ hm²,盐碱地是重要的耕地后备资源,开发利用潜力巨大。开发种稻是盐碱地改良和利用的有效措施,水稻根系研究对挖掘盐碱水田增产潜力具有重要意义。本文概述了国内外盐碱胁迫水稻根系的研究现状,重点从盐碱胁迫对水稻根系表型、抗逆生理及产量形成的影响等方面的研究进展进行了综述,并对该研究领域未来发展进行了展望。以期多角度全面解析盐碱胁迫水稻根系逆境形态和生理机理,明确土壤-根系-产量的互作机制,基于优良种质资源结合育种技术构建理想根系构型,为挖掘盐碱地水稻增产潜力提供参考。     

不同根构型玉米品种间作对根系分布、养分积累和产量的影响

为探讨不同根构型玉米间作模式下的根系形态分布、养分积累和产量变化,本研究设置大田和盆栽试验,以2个不同根构型的玉米（Zea mays L.）品种金赛501(JS501,根紧凑型）和漯玉16（LY16,根平展型）为材料,研究了玉米间作和单作下根系形态、空间分布、养分积累和产量的变化特征。结果表明,间作下玉米群体根总长度、根总表面积和根总体积分别比单作增加10.28%、19.55%、15.95%,但根平均直径无明显变化。在0～20 cm土层中,间作的玉米根总长度、总表面积和总体积平均比单作高15.27%、21.82%和9.44%;在20～40 cm土层则比单作高12.95%、9.18%和20.31%。间作使根紧凑型品种（JS501）根系横向分布扩大了15 cm,群体根系纵向分布较单作平均加深10 cm,并使40～60 cm土层根长密度平均增加26.03%。间作显著提高了群体根系活力和养分积累量,根系活力比单作平均提高27.83%,植株氮、磷和钾积累量平均比单作提高18.27%、14.79%和15.75%。同时,间作提高了干物质和籽粒产量,比单作提高11.03%和15.36%,且土地当量比大...     

水稻根系对氮素损失的影响

植物根系的呼吸、水分和养分的吸收、根系分泌物以及死亡根皮和根毛的脱落等,常引起土壤性状的变化,从而形成了根际土壤特殊的微生物活动环境。     

水稻根系活力诊断与产量

水稻根系的发育与水稻地上部分的生长是相互联系的。水稻茎、叶、穗的生长所需要的水分和养料要靠根系来供应,而根系的发育所需要的养料要靠茎、叶制造来供给。     

硅缓解水稻根系铁毒害

Silicon (Si) can enhance the resistance of plants to many abiotic stresses. To explore whether Si ameliorates Fe2+ toxicity, a hydroponic experiment was performed to investigate whether and how Si detoxifies Fe2+ toxicity in rice (Oryza sativa L.) roots. Results indicated that rice cultivar Tianyou 998 (TY998) showed greater sensitivity to Fe2+ toxicity than rice cultivar Peizataifeng (PZTF). Treatment with 0.1 mmol L-1 Fe2+ inhibited TY998 root elongation and root biomass significantly. Reddish iron plaque was formed on root surface of both cultivars. TY998 had a higher amount of iron plaque than PZTF. Addition of Si to the solution of Fe treatment decreased the amount of iron plaque on root surface by 17.6% to 37.1% and iron uptake in rice roots by 37.0% to 40.3%, and subsequently restored root elongation triggered by Fe2+ toxicity by 13.5% in the TY998. Compared with Fe treatment, the addition of 1 mmol L-1 Si to the solution of Fe treatment increased xylem sap flow by 19.3% to 24.8% and root-shoot Fe transportation by 45.0% to 78.6%. Furthermore, Si addition to the solution of Fe treatment induced root cell wall to thicken. These results suggested that Si could detoxify Fe2+ toxicity and Si-mediated amelioration of Fe2+ toxicity in rice roots was associated with less iron plaque on root surface and more Fe transportation from roots to shoots.     

水稻根系育种的意义与前景

在人们日常生活中,食物的意义非常重大。水稻是人们日常食物的一种,虽然我国是一个水稻生产大国,但是自20世纪80年代开始,我国水稻产量处于停滞不前的局面,为带动全球粮食生产工作,我国加大力度探索水稻高产的方法,采用了水稻根系育种方法,改良了水稻品种,提高了水稻产量。通过对水稻根系育种的分析,全面探究水稻根系育种的意义与前景,希望能够促进我国水稻生产工作的顺利开展。     

水稻根系氮磷钾吸收特性及其模拟模型研究

为定量研究水稻一个生长周期的氮磷钾吸收特性,开展水培和土培盆栽试验。结果表明,7个水稻品种的30个模拟模型中,有29个模型达到统计显著水平,说明提出的模拟模型能很好地拟合水稻不同生育期的养分吸收动态。由模拟模型分析可得到水稻根系养分吸收常数、最大养分吸收速率和最大养分吸收量及其出现的时间等养分吸收特征参数。根系养分吸收常数平均值是K>N>P;不同品种间根系钾吸收常数有较大差异,氮和磷的差异则较小。养分最大吸收速率和最大吸收量及其出现时间的计算结果表明,水稻氮钾吸收过程基本同步,磷则稍晚。土培试验表明,平衡施肥明显提高水稻根系养分吸收常数、氮磷钾的最大吸收速率和最大吸收量,显著提高根系对氮磷钾的吸收能力。     

水稻根系活力测定方法及超级稻两优培九生育后期根系活力研究

以孕穗期的两优培九为材料,用伤流法测定根系活力,调查了影响根系伤流收集量的因素。结论如下：在两优培九孕穗期用脱脂棉收集伤流液,以2.0 g的脱脂棉填充量为宜;两优培九主茎和分蘖的伤流量差异显著（P＜0.05）;白天和夜晚的伤流量差异极显著（P＜0.01）;稻桩高低对伤流量影响不显著（P＞0.05）;连续两次测定的差异不显著（P＞0.05）。用上述最佳方法,对两优培九及其对照品种汕优63抽穗后的根系活力（根系伤流强度）进行了调查,结果如下：两优培九抽穗前的根系活力比汕优63相对较高,二者均在抽穗后1周左右出现峰值,随后呈下降趋势,但与汕优63相比,两优培九伤流强度下降幅度相对较大,且一直维持在较低水平。同时,对两个品种抽穗后剑叶叶绿素含量的测定结果表明,两优培九和汕优63的剑叶叶绿素含量抽穗后都迅速下降,但是相对于汕优63,两优培九剑叶叶绿素含量下降速度要慢,能维持相对较高的水平。因此,根系活力的下降可能是两优培九生育后期易早衰的原因。     

酸枣根系导管结构的可塑性对自然梯度干旱生境的适应机制

根系导管是植物吸收和输送水分的主要通道,导管的结构将最终决定其导水功能和效率,研究导管结构的可塑性是理解植物对干旱梯度适应机制的关键。以采自烟台-石家庄-银川-吐鲁番形成的自然梯度干旱生境中生长的酸枣植株为试验材料,采用离析法和植物显微技术,探究酸枣根次生木质部导管对梯度干旱生境适应的结构特征和机制。结果表明:酸枣根系次生木质部导管有6种类型,不同生境中同种导管的数量和形态差异较大。根据管尾情况可将导管分为三类:无尾型、一端有尾型和两端有尾型导管,且在结构上表现出特定的适应特征及规律。从烟台至吐鲁番随干旱加剧,根系中网纹导管管壁加厚,管尾变短;孔纹导管长度、宽度、直径减小,壁厚增加,管尾变长;螺纹导管长度变小,管壁变薄,管尾变短;梯纹导管长度、宽度和直径均降低,从无尾型向有尾型转变;木纤维长度、宽度变小,管壁变薄,管尾加长。与烟台样地的导管相比,石家庄、银川和吐鲁番样地的孔纹导管长度分别减小了17.63%、11.23%和7.67%;螺纹导管的管壁分别减小了20.2%、11.4%和14.6%;梯纹导管的长度和宽度分别减小了29.1%、37.6%、31.4%和20.7%、48.5%、28.6%;木纤维的长度分别减小了0.7%、1.5%和2.6%,宽度减小了2.2%、4.7%和5.4%,管壁厚度减小了33.2%、29.3%和22.1%。说明酸枣植株根系导管的可塑性较大,导管形态和结构的变化利于水分和养分的高效吸收和转运。导管长度、管壁和管尾的变化增强了根系的韧性和伸展能力,利于根系深扎、吸收深层土壤中的水分并快速补充植株在干旱环境中的蒸腾散失,从而适应干旱生境,保证植株的正常生长和代谢。     

不同水氮条件下水稻根系超微结构及根系活力差异

【目的】探讨不同水氮耦合对水稻根系超微结构及根系代谢特性的影响,从根尖细胞超微结构及根系活力方面阐明不同水氮组合处理在根际环境间的差异。 【方法】以新稻 20 号为材料,进行盆栽试验,设置浅水层灌溉、轻度水分胁迫 (灌 1～2 cm 水层,至土壤水势降到 –20 kPa 再灌浅水层,如此反复) 和重度水分胁迫 (灌 1～2 cm 水层,至土壤水势降到 –40 kPa 再灌浅水层,如此反复) 3 种灌溉方式及不施氮肥,适量氮 (N 240 kg/hm2) 和高量氮 (N 360 kg/hm2) 3 种氮肥水平,测定了不同处理水稻根系氧化力、根系伤流量及根系分泌有机酸总量,并观测了根系细胞超微结构。 【结果】随着生育进程,根系氧化力表现为先增加后降低的趋势,在幼穗分化期达到峰值,根系伤流液及根系分泌物中有机酸总量先增加后降低,在抽穗期达到峰值。在同一氮肥水平下,轻度水分胁迫后根系细胞完整,核膜界限清晰,结构特征典型;与保持水层相比,根系氧化力及根系伤流量在分蘖盛期分别增加 25.6%～32.0% 及 9.1%～18.8%,根系分泌有机酸总量在抽穗期前平均增加 16.4%。重度水分胁迫后嗜锇体和淀粉体较多,后期细胞完全扭曲变形,细胞间隙明显增多增大、细胞器出现断裂降解,细胞基质中仅存细胞器碎片,细胞壁较完整,未出现断裂情况;与保持水层相比较,根系氧化力及根系伤流量在幼穗分化始期平均降低 8.8% 及 25.6%,根系分泌有机酸总量平均降低 22.8%。在同一灌溉方式下,适量氮处理根系细胞结构较完整,核膜较清楚,有利于根系活力的提高及根系有机酸的分泌;重施氮处理根系细胞壁和核膜降解加速。与适量氮相比,高氮处理下根系氧化力及根系伤流量在分蘖盛期至幼穗分化始期分别降低了 6.6%～9.8% 及 7.7%～15.4%,根系分泌物中有机酸总量在抽穗前平均降低 11.6%,整体上根系活力降低、有机酸的分泌量显著减少。 【结论】轻度水分胁迫耦合适量氮处理的水稻根系超微结构最优,细胞结构特征典型,核膜最为清晰,细胞完整,根系代谢能力最强。表明通过适宜的水氮耦合调控,能够提高根尖细胞的生理功能,增强根系活力、促进根系有机酸的分泌,能为水稻的生长创造良好的根际环境。     

水稻生育后期根系氮代谢生理活性变化的研究

以"两优培九"及其父本"9311"和"汕优63"为材料,测定不同水稻品种花后根系氮代谢相关酶[谷氨酰胺合成酶(GS)、谷-丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)]及蛋白水解酶活性、蛋白质和游离氨基酸含量、根系伤流液量以及伤流液游离氨基酸及糖含量.结果表明,"9311"的GPT和GDH活性高峰出现在开花前,GS和GOT峰值分别出现在花后第1、2周;"两优培九"除GS高峰在开花前,其余3种酶活性高峰均出现在花后1周;"汕优63"的4种酶活性高峰均出现在花后第2周."9311"和"两优培九"根系可溶性蛋白、游离氨基酸含量高峰出现在花后1周左右,"汕优63"的两峰值滞后于前两品种,分别推至花后第2周和第3周,这与3品种根系酶活性的变化趋势基本一致."两优培九"根系伤流液量的最大值出现在花后两周,早于"9311"和"汕优63"1周.伤流液的高峰和根系中游离氨基酸峰值相差1周,且滞后时间在品种间有所差别,"两优培九"相差1周,"9311"相差两周,而"汕优63"二者基本一致.3品种伤流液中"汕优63"糖含量显著高于其他两品种(P<0.01),而"9311"的氨基酸含量显著高于其他两品种(P<0.05).本试验结果表明,"两优培九"根系的氮代谢高峰早于其他两个品种,而峰值低于其他两品种,说明生育后期"两优培九"根系生理活性衰退早于其他两个品种;品种间根系的代谢高峰具有明显的强度和时间性差异;根系组织代谢高峰和伤流液峰值具有时间差,其差值因品种而异.     

根系氧化力不同的水稻品种磷锌营养状况的研究

采用琼脂培养和土壤培养试验研究了根系氧化能力不同的水稻品种磷、锌的营养状况。 结果表明, 在选用的 5 个水稻品种中, 根系氧化力较高的品种 LR-2、TZ88-145 和 YY-1, 其根表铁膜数量明显高于根系氧化力较弱的品 种KZ89-113 和KZ89-112。 根系氧化能力高, 根表形成的铁膜数量多, 富集的磷、锌数量也多, 反之则少。 这就构成 了“ 根系氧化力不同的水稻品种—根表形成的铁氧化物胶膜数量不同—富集在铁膜上的磷、锌数量不同—水稻的 磷、锌营养状况不同” 的连锁关系。     

不同硝响应型水稻品种苗期根系生长对增硝营养的响应

利用控制条件下的水培试验方法,研究了两种铵硝配比(NH4+/NO3-为100/0和75/25)营养条件对4种不同硝响应型水稻品种苗期根系生长的影响。结果表明,在增硝营养(NH4+/NO3-为75/25)条件下,不同水稻品种NO3-的反应差异明显。与全NH4+营养条件相比,增硝营养条件下对NO3-强响应的水稻品种南光的根系干重和氮积累量显著增加,增幅达50%和79%;同时南光的根系总根长、总不定根长和总侧根长增幅均达到显著水平;不定根数、新根数和侧根数亦显著增加;平均不定根长和平均侧根长差异不显著;对硝弱响应型的水稻品种上海97、辽粳和Elio在增硝营养培养下的根系不定根、新根和侧根的长度和数量差异均不显著。这表明增NO3-营养仅仅促进了对NO3-强响应型水稻南光根系的不定根和侧根的发生,进而促进根系对氮素的吸收,并没有促进不定根和侧根的伸长。从本试验的结果可推论,水稻根系对硝态氮的响应度强弱可能是水稻品种氮素效率差异性的因子之一。     

硒高/低累积型水稻富硒特征的比较研究

通过盆栽试验分析硒高、低累积型水稻植株硒的吸收和分配规律、糙米中有机硒的累积特点及土壤有效硒的变化。结果表明:两个水稻品种各部分硒的分配规律完全一致,均为根茎叶糙米稻壳。水稻各部分的含硒量及糙米有机硒的含量均随土壤施硒水平增加而升高,且高累积水稻的含硒量显著高于低累积水稻(P0.05),在0、0.5、1.0和5.0 mg kg-1施硒水平下,前者分别为后者的6.7、1.9、2.1和1.6倍。糙米中有机硒的比例为64.7%~74.4%,不过,高、低累积型水稻糙米有机硒占全硒的比例之间并无显著性差异(P0.05)。土壤总硒及有效硒的含量随施硒量的增加也表现出逐步升高的趋势,但高、低累积型水稻土壤有效硒的比例均在5.5%~7.4%范围内,且两者之间无明显差异(P0.05)。除水稻基因型外,土壤有效硒的比例对水稻籽粒有机硒的累积也有一定影响。     

吉林省水稻生产比较优势研究

本文对吉林省水稻生产的发展历程进行了概述,为分析吉林省水稻生产综合比较优势,分别对14个水稻主产省进行规模优势指数、效率优势指数、效益优势指数及综合优势指数进行测算,发现吉林省规模优势排指数在第8位,效率比较优势指数排在第13位,效益比较优势指数排在第2位,综合比较优势指数排在第5位,基于本文的结论,提出了相应的建议.     

吉林省水稻生产比较优势研究

本文对吉林省水稻生产的发展历程进行了概述,为分析吉林省水稻生产综合比较优势,分别对14个水稻主产省进行规模优势指数、效率优势指数、效益优势指数及综合优势指数进行测算,发现吉林省规模优势排指数在第8位,效率比较优势指数排在第13位,效益比较优势指数排在第2位,综合比较优势指数排在第5位,基于本文的结论,提出了相应的建议。     

水稻罔型和野败型质源对杂种优势效应的比较

核外细胞质里也有遗传物质,许多作物如玉米、小麦、高粱、烟草等已经证实细胞质影响某些农艺性状。本文对水稻有无胞质效应表现进行了比较研究。两个同核异质不育系分别与几个有差异的恢复系杂交:G 朝 A×I_(24) W 朝 A×IR_(24)G 朝 A×泰引一号 W 朝 A×泰引一号G 朝 A×古223 W朝 A×古223G 汕 A×IR_(24) W 汕 A×IR_(24)然后种植杂种一代,并且观察13个农艺性状和4个生理生化特性。结果如下: