不同土壤对元阳传统水稻品种稻瘟病抗性的影响

为研究不同品种水稻稻瘟病发病情况与土壤理化特性的相关性,本研究以元阳传统水稻品种‘月亮谷’为主要研究对象,分别将‘月亮谷’和‘日本晴’种植于元阳梯田土和温室土中,‘月亮谷’、‘红阳3号’、‘蒙古稻’、‘日本晴’和‘越光’种植于元阳梯田土和东港稻田土中,在水稻生长到三叶一心期时,进行稻瘟病接菌处理,同时对种植土壤理化性质进行测定,分析各理化指标与不同水稻品种稻瘟病病情指数的相关性。结果表明,‘日本晴’在两种土中的稻瘟病病情指数为29.07%和29.63%,是‘月亮谷’的两倍(12.04%,14.81%);元阳梯田土有效磷含量与‘月亮谷’‘日本晴’病情指数相关性指数分别为-0.945,-0.946。东港稻田土有效磷含量是元阳梯田土的2.68倍,呈极显著差异(p<0.01)。‘月亮谷’、‘红阳3号’、‘蒙古稻’病情指数在东港稻田土中分别比在元阳梯田土中增加了10%、25%、15%,‘越光’‘日本晴’分别降低了7%、15%。元阳水稻品种在元阳梯田土中均发病较低,而在东港土中发病程度加剧。说明稻瘟病的发生与水稻的品种,土壤pH值、有机质含量以及碱解氮均有显著的相关性。本试验为进一步研究元阳梯田土壤与当地水稻品种抗稻瘟病之间的关系提供了理论基础、明确了梯田土壤对当地水稻品种抗稻瘟病的促进作用。     

低磷胁迫下玉米根中磷的运转与再利用

磷在植物体内可被活化和循环利用，因此磷的再利用程度成为评价植物磷营养效率的重要指标。低磷胁迫下植物根皮层细胞解体形成通气组织的过程中，原细胞内磷素可能被转运到根尖用于根轴的伸长从而扩大吸收范围，并提高体内磷素的利用效率。本研究旨在检验这一假设。试验结果表明，在低磷胁迫下，玉米种子根皮层细胞的磷素在细胞解体过程中主要被转运往茎叶重新利用。     

不同磷效率小麦根系形态、磷素转运及产量的差异分析

为明确不同磷效率小麦磷素吸收利用差异原因。利用"国家潮土肥力与肥料效益长期监测站"平台,研究磷高效品种许科168、磷低效品种兰考198在2种磷水平下(P0、P1分别代表低磷、正常磷处理)的根生物量、根系形态、根系活力以及磷素转运能力的差异。结果表明,相同处理,根干质量、根长、根表面积、根体积大体上表现为许科168大于兰考198。P0处理,根系平均直径表现为许科168小于兰考198。除越冬期,P1处理根系平均直径表现为许科168高于兰考198。相同处理,许科168根系活力高于兰考198。孕穗期两品种根活力差异最大,P0处理许科168是兰考198的1.36倍,P1处理下许科168是兰考198的1.34倍。相同处理,许科168籽粒产量、花前磷素转运量、花后磷素吸收量对籽粒磷素贡献率显著高于兰考198,而花前磷素转运量对籽粒磷素贡献率为许科168低于兰考198。与P1相比,P0处理2种磷效率小麦品种的根干质量、根长、根表面积、根体积、根系平均直径、籽粒产量、根系活力、植株磷素积累量、花前磷素转运量、花后磷素吸收量、花后磷素吸收量对籽粒磷素贡献率降低,而根冠比、花前磷素吸收量对籽粒磷素贡献率增加。磷高效品种许科168具有较高的根系活力、根系生物量、发达的根系,是作物吸收磷素的基础。磷低效品种兰考198由于生育前期根系生物量较小、生育后期根冠比较小、根系活力弱导致吸收磷素不足,从而造成磷效率低。综上,较高的磷素转运能力、籽粒分配能力以及合理的根冠比促进作物对磷素的利用,这是作物磷高效的重要因素。     

缺磷胁迫下不同磷效率小麦品种及其杂种F1的磷吸收利用特性

在缺磷胁迫下，对磷低效、磷吸收高效和利用高效3个小麦品种及其杂种F₁的磷吸收、利用特性进行了研究。结果表明，与磷低效品种Nc37相比，磷吸收高效品种81(85)单株次生根数较多、次生根直径较大、根系干物质重量较大、TTC（氯化三苯基四氮唑）还原力较高和单株全磷量较多。其对磷素吸收量的增加，是根系形态和根体构型改变和对土壤中难溶性磷素利用能力增强两方面共同作用的结果。利用高效品种（蚂蚱麦）具有较高的旗叶酸性磷酸化酶活性和较高的磷利用效率，对于改善植株体内磷的代谢周转和再利用能力，进而提高植株的磷利用效率可能具有较重要作用。在F_1-1 [Nc37×81(85)], F_1-2 (Nc37×蚂蚱麦)和 F_1-3 [81(85) ×蚂蚱麦]3个杂种F₁中，单株次生根数、次生根粗度、单位土体根系干重、根系TTC还原力、植株成熟期全磷量和旗叶酸性磷酸化酶活性的离中优势（Hm）和超高亲优势（Hh）多为正向优势。其单株籽粒产量的Hm和Hh均为正值，分别变化在31.7%~32.8%（Hm）和18.5%~29.6%（Hh）之间。用高效吸收、利用2个不同类型的小麦品种作亲本配制杂交组合，充分利用F1代在磷吸收利用上的杂种优势，对于改善在磷胁迫下小麦的磷素营养可能具有重要作用。     

小麦磷效率相关性状配合力与环境互作分析

为了研究小麦磷效率相关性状的配合力与环境互作,随机选用8个亲本,组配成28个双列杂 交组合在两种环境条件下进行试验。结果表明,所有4个性状的一般配合力与环境互作和特殊配合 力与环境互作均达极显著水平;子粒全磷含量以环境效应的作用最大,非加性效应与环境互作次之; 叶片和茎秆磷含量以及磷素利用效率以非加性效应与环境互作为主,非加性效应次之;除子粒全磷 含量外,其它3个性状的一般配合力和特殊配合力稳定性都较低,在50％以下。最后讨论了配合力的 测度和不同器官磷含量与磷素利用效率的关系。     

水稻响应缺磷信号的分子调控机制

水稻是世界主要粮食作物之一,然而许多土壤环境中的缺磷现象成为限制水稻产量的主要原因。因此,了解水稻响应缺磷信号的分子机制对提高水稻产量和磷素利用效率都具有重大意义。水稻响应缺磷信号的分子机制由复杂的基因调控网络调节,有大量的转录因子、microRNA和磷酸盐转运蛋白等参与其中。本综述结合双子叶模式植物拟南芥中的磷素信号传导途径,总结了水稻磷素信号调控网络中磷酸盐转运蛋白与转录因子的功能,并阐明水稻响应缺磷信号分子调控机制的最新研究进展。除此之外,本综述还解析了未来对磷酸盐转运蛋白功能与作用机制的研究方向,并进一步对已知磷素平衡关键转录因子和转运蛋白在磷素高效利用水稻新品种创制上的应用前景与探索方向提出展望。本综述揭示了当前研究水稻响应缺磷信号的调控网络中未知的问题,为将来开展水稻缺磷响应机制研究,以及培育高效利用磷素新品种提供科学数据。     

133份小麦亲本材料氮磷利用效率的聚类分析

根据小麦亲本材料子粒、叶片和茎秆的氮、磷含量,采用聚类分析,将133份小麦亲本材料分成了氮高效、吸收氮能力差和氮低效3类,和磷高效、费磷和磷低效3类,同时还筛选出了7个氮素利用效率和磷素利用效率均较高的亲本。方差分析表明,氮素和磷素利用效率不同的3类亲本,各器官的类间变异均大于类内变异,经F测验,氮素利用效率不同的3类亲本的子粒、叶片和茎秆的含氮量均存在极显著差异,而磷素利用效率不同的3类亲本的子粒和叶片的含磷量存在极显著或显著差异,茎秆含磷量类型间差异不显著。     

磷营养对不同大豆品种生长和磷吸收利用效率的影响

采用液体培养方法,研究了磷素营养对山西省审定的10个有代表性的大豆品种生长和磷吸收利用效率的影响。结果表明,在低磷和高磷条件下,不同大豆品种的株高、主根长、根体积、叶面积和植株干物质量差异达到了显著或极显著水平。在高磷条件下不同大豆品种间植株的磷吸收量差异达到了极显著水平,但在低磷条件下其差异不显著。晋豆11号、晋豆4号和晋豆23号在低磷条件下具有较高的磷利用效率,表明它们适合于低磷土壤种植;晋豆10号和晋豆11号在高磷条件下磷的利用率较高,说明它们适合于磷有效含量高的土壤种植。合理利用大豆品种资源,有利于发挥品种利用磷素的潜力,提高磷的利用效率。     

植物磷利用研究在水稻分子设计育种中的应用

磷是植物生长发育所必需的大量元素,作物对磷肥的利用效率约20%~30%,提高水稻的磷利用效率是实现绿色超级稻分子设计育种的关键。本研究首先对目前植物的磷吸收和运输过程中磷转运体、根构型改变、根际有机酸分泌、酸性磷酸酶和植酸酶的研究进展进行了总结,进一步总结了植物长距离及局部磷信号传导和调控的相关基因及网络,最后探讨了植物磷吸收和利用高效基因在水稻分子设计育种中的策略和方法。通过对植物磷吸收和利用代谢途径的梳理,为培育水稻磷高效的新品种提供设计思路,进而验证磷吸收和利用代谢通路涉及的基因在水稻中的表达调控模式,为提高水稻的育种效率提供理论参考。     

接种Glomus mosseae对磷石膏施用烤烟苗期生长及磷、硫、砷吸收的影响

为了研究接种丛枝茵根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）对低硫缺磷土壤上烤烟苗期生长及养分吸收的作用,以及磷石膏在农业上应用的可行性问题,通过盆栽模拟试验研究了添加或不添加磷石膏与接种丛枝茵根真菌Glomus mosseae（GM）对烤烟‘NC297’苗期生长及磷、硫、砷吸收的影响。研究结果表明：无论接种与否,与不添加磷石膏（PG0）处理相比,添加磷石膏40g／kg（PG40）使‘NC297’植株地上部和根系的生物量得到明显增加,地上部和根系的磷含量和磷吸收量以及磷、硫、砷的吸收效率显著增加,因而使其根系砷含量、吸收量和磷砷吸收比及其地上部硫含量和吸收量也有显著增加。同一磷石膏添加水平下,接种GM真菌显著增加了烤烟‘NC297’磷的吸收效率（SAR）和磷砷吸收比、地上部磷、硫含量及吸收量,显著降低了PG0处理下‘NC297’地上部和根系的砷含量及砷吸收量。因此,PG40和接种GM真菌组合处理更有效地促进烤烟‘NC297’植株磷、硫等营养元素的吸收,并在一定程度上抵御砷的胁迫而改善生长。     

不同磷效率棉花根系形态和磷酸酶活性对供磷强度的响应

【目的】研究不同磷效率棉花品种的根系形态和磷酸酶活性对不同供磷强度的响应。【方法】以前期筛选获得的磷高效品种新陆早19号和磷低效品种新陆早13号为材料,通过营养液培养比较不同供磷强度下各品种生物量、磷含量、根系形态和磷酸酶活性的变化。【结果】供磷强度达到50μmol·L~(-1)后,棉花生物量和根系长度不再随供磷强度增加而增加。棉花根表分泌磷酸酶活性随供磷强度增加而急剧下降,营养液实际p H下根系分泌的酸性磷酸酶活性与植株磷浓度显著负相关。根系形态对供磷强度的响应不敏感,仅在不供磷与供磷条件下存在显著差异。2个品种在磷效率方面的差异主要表现在磷的利用效率上,在供磷强度为0~250μmol·L~(-1)条件下,新陆早19号的磷利用效率显著高于新陆早13号。【结论】棉花根系形态特征参数和根系分泌质子与有机酸的数量对供磷强度的响应不敏感。不同磷利用效率品种的发现对于今后棉花节磷增效的生物学潜力与调控途径的研究提供了十分有效的实验材料。     

不同磷素水平对番茄生长及养分吸收的影响

为了探究不同磷素水平对番茄生长及养分吸收的影响,设置4个(0、0.165、0.660、3.300 mmol/L H2PO4-)不同溶度的磷素水平,采用水培的方法进行试验研究。结果表明:缺磷、低磷、高磷都会影响番茄生物量的积累;缺磷使番茄叶片POD、MDA、相对电导率显著提高,植株矮小、瘦弱,叶小且叶色变成紫红色,出现明显的磷素缺乏症状;随着磷供给的增加,番茄根茎叶的磷含量不断增加,低磷使磷素向地上部的转移比例增加,高磷增加了磷在根中的累积;低磷显著影响番茄对K、Ca的吸收;高磷影响K、Ca、Mg向地上部运转。     

Genotypic variation for tolerance to phosphorus deficiency in rice and the potential for its exploitation in rice improvement

Deficiency in phosphorus (P) can severely limit rice yields. Developing cultivars with tolerance to P deficiency may represent a more sustainable solution than sole reliance on fertilizer application. To assess genotypic variation for tolerance to P deficiency the P uptake of 30 genotypes was measured on P‐deficient soil. Variation for P uptake was high, ranging from 0.6 to 12.9 mg P/plant. Traditional varieties were superior to modern varieties. A major quantitative trait locus for P uptake had previously been identified in a population developed by crossing the modern variety ‘Nipponbare’ with the P deficiency‐tolerant landrace ‘Kasalath’. This quantitative trait locus was transferred to ‘Nipponbare’ by three backcrosses. Under P deficiency this improved line surpassed ‘Nipponbare’ in P uptake by 170% and in grain yield by 250%. These results show that the genotypic variation for tolerance to P deficiency in rice can be used successfully in rice improvement. By combining high P uptake of the donor variety ‘Kasalath’ with a high harvest‐index characteristic of modern varieties it was possible to more than triple the grain yield of ‘Nipponbare’ under P deficiency.     

不同磷水平对橡胶树磷吸收利用特性的影响

为了研究磷素的缺乏对橡胶树磷吸收利用的影响,利用橡胶树PRIM600号实生无性系幼苗为材料,通过水培试验,研究了不同磷水平（P2O5浓度为31、10、5、1、0 mg/L）下橡胶树磷吸收、利用、分配和再利用规律。结果表明,巴西橡胶树幼苗的根、茎、叶的吸收效率均随着磷水平的降低而明显降低,而利用效率则随着磷水平的降低而明显升高,各低磷处理均与正常处理达到差异显著水平。叶磷分配率则随着磷水平的下降表现出上升趋势,茎磷分配率随着磷水平的降低表现出下降趋势,而根磷分配率则无明显变化趋势。橡胶树根、茎、叶中的可溶性磷均随着磷水平的降低而降低,大多数低磷处理均显著低于正常处理,同时,橡胶树根、茎中的可溶性磷含量要明显高于叶可溶性磷含量。在低磷处理下,橡胶树根、茎、叶中的酸性磷酸酶活性都有显著的提高,显著高于正常供磷处理。     

豆科禾本科间作促进磷高效吸收利用的地下部生物学机制研究进展

磷是不可再生资源,磷素营养的高效利用一直是人们关注的热点。豆科禾本科间作可提高土壤磷有效性、改善作物磷营养而提高作物生产力。近年来,相关机理研究越来越深入。本文综述了国内外豆科禾本科间作对土壤磷及作物磷素吸收利用的影响,从作物根系形态、根构型、根系分泌物（质子、低分子量有机酸、磷酸酶）、菌根、根际微生物的角度,阐述了豆科禾本科间作提高土壤磷有效性、促进磷高效吸收利用的机制,对进一步深入理解豆科禾本科种间互作响应磷素的根际过程具有十分重要的意义。最后,从定量化研究及间作群体互作方面对今后的研究方向进行了展望。     

施肥对烤烟生长及根际土壤磷钾养分的影响?

为研究不同施肥处理对烟苗生长和根际磷钾养分的影响,采用根箱培养技术,设置有机肥、化肥、有机无机配施、不施肥（对照）4种施肥处理。结果表明,在有机无机配施的处理中,烟苗的生物量、磷钾吸收量均高于其他处理,比对照分别提高了1.2倍、1.5倍和1.7倍。在烟苗根系附近,土壤有效磷钾的含量低于远根区,说明烟苗的吸收速率大于土壤供应速率,合理施肥成为调节烤烟根区磷钾营养的重要手段。根际Ca-P和O-P含量比较稳定,为土壤潜在磷源。有机无机配施提高了烟苗根际有效磷的含量,近根区的Al-P、Fe-P显著降低,酸性磷酸酶活性显著提高,说明有机无机配施增强了烟苗利用Al-P、Fe-P和有机磷的能力。在生产实践中,提倡化肥与有机肥的合理配合施用,对于保持土壤养分的持续供应、提高磷钾利用效率、促进烟苗的生长发育和生产优质烤烟有重要的意义。     

小麦高效吸收和利用磷素的生理机制

以典型的不同小麦磷效率品种为材料,对磷高效小麦品种高效吸收和高效利用磷素的生理机制进行了研究。结果表明,在缺磷条件下,与低效型品种（L）相比,吸收高效型品种（Ha）和利用高效型品种（Hu）较高的籽粒产量,分别与各自较强的磷吸收能力和磷利用效率密切相关。在缺磷条件下,单株次生根数以Ha最多,次生根系粗度（根系半径）和单位土体根系干重均以Ha最大,Hu次之,L最小。在拔节期、抽穗期和灌浆中期的根系TTC还原力、可溶蛋白含量和根系分泌的酸性磷酸化酶（APase）活性均以Ha最高,Hu次之,L最低。随着生长进程,叶片的APase活性不断增加,在缺磷条件下,各测定时期均以Hu最高。可见Ha在磷胁迫下对磷素吸收量的增加,是根系形态和根体构型改变、土壤中难溶性磷活化效率增加的结果;Hu磷利用效率的提高,一定程度上是其叶片较高APase活性相对改善植株磷的代谢周转和再利用能力所致。     

不同耐低磷水稻基因型秧苗对难溶性磷的吸收利用

选取4个典型耐低磷水稻基因型99011、508、580和99112,并以2个磷敏感基因型99012和99056为参照,采用营养液培养和砂培的方法,研究不同磷处理对秧苗生长的影响以及不同耐低磷基因型对3种难溶性磷源(有机磷、铝磷和磷矿粉)吸收利用能力的差异。结果表明,不同无机磷处理,6个基因型生物量和根干重基本上均为全磷处理（P）>对照+铝磷（CK+Al-P）>对照+磷矿粉（CK+RP）> 对照（CK）;4个耐低磷基因型根干重和根冠比均大于2个磷敏感基因型;对于根冠比,耐低磷基因型580和99011为对照+磷矿粉（CK+RP）>对照+铝磷（CK+Al-P）> 对照（CK）> 全磷处理（P）,耐低磷基因型508、99112和磷敏感基因型99012为CK> CK+RP> CK+Al-P > P,磷敏感基因型99056为CK+Al-P > CK+RP > P>CK;缺磷处理,秧苗活化吸收难溶性磷源的能力均为OP> Al-P> RP,且不同基因型的分解吸收能力对OP为99011> 508> 580> 99012> 99112> 99056（表2）,对Al-P为580> 99011> 99112> 508> 99056> 99012（表3）,对RP为580> 99112> 99011> 508> 99012> 99056（表2）。此外,缺磷即CK处理,508对低浓度的磷吸收最多(表2和表3),而580对磷的利用效率显著高于其他基因型（表3）,这些特征可能也是它们耐低磷的重要贡献因子之一。     

Effects of Low Phosphorus Stress on Root Morphology and Physiological Characteristics of Different Cotton Genotypes at the Seedling Stage

[Objective] Phosphorus is one of three major required nutrients for cotton growth and development. A phosphorus deficiency will lead to retarded cotton growth, undeveloped roots, and the abscission of buds and bolls, which results in serious reductions in cotton yield and quality. While applied phosphorus is easily fixed in soils, it is mostly transferred to occluded P, which is not available to plants. Therefore, this study aimed to provide theoretical support for the study of response mechanisms to low phosphorus stress and the efficient phosphorus uptake and utilization of different cotton genotypes. [Method] The effects of phosphorus accumulation and utilization, leaf photosynthetic characteristics and root morphology of two genotypes of cotton (CCRI 79 and SCRC 28) were studied in hydroponic cultures having different phosphorus concentrations. [Result] CCRI 79 had higher phosphorus utilization rates of 90.92 mg·mg^－1 at the low phosphorus level (KH2PO4 1.0×10^－5 mol·L^－1) and 23.09 mg·mg^－1 at the high phosphorus level (KH2PO4 0.5 mol·L－1) compared with SCRC 28. When phosphorus was deficient, the total root length, total root surface area and total root volume of SCRC 28 increased by 13.05%, 18.78% and 10.50%, respectively, while the total root length, total root surface area and total root volume of CCRI 79 decreased significantly. [Conclusion] Here, we found that SCRC 28 had a root morphology and physiological characteristics that allowed it to adapt to low phosphorusstress, while CCRI 79 utilized phosphorus more efficiently.