磷转运蛋白基因TaPht1;4的染色体定位及其在低磷下与小麦吸磷能力的关系     

郭丽  郭程瑾  路文静  李小娟  肖凯 《植物营养与肥料学报》2014,(4)

【目的】植株对介质中磷素的吸收及磷素在体内器官组织间的转运,是通过位于细胞质膜上的磷转运蛋白(PT)介导完成的。高亲和PT在介导植物对低磷逆境下的磷素吸收中发挥重要作用。本研究以小麦中国春遗传背景的整套B染色体双端体为材料,对小麦高亲和PT基因TaPht1;4的染色体定位特征及其与低磷下小麦品种磷效率的联系进行系统研究,旨在为今后小麦品种磷效率分子鉴定和磷高效遗传改良提供依据。【方法】采用水培法培养中国春(CS)及其遗传背景B染色体组双端体幼苗。三叶期时收获各供试材料根系,提取各材料基因组DNA,通过PCR特异扩增TaPht1;4,鉴定TaPht1;4在染色体上定位。通过对各供试材料三叶期幼苗进行24 h低磷胁迫获取丰缺磷处理根叶样本,采用半定量RT-PCR及实时定量PCR分析TaPht1;4在丰缺磷下的表达。采用上述幼苗培养、丰缺磷处理和基因表达分析技术,研究不同磷吸收效率小麦品种磷效率参数和TaPht1;4表达特征。【结果】1)与CS及其他双端体材料能特异扩增目标基因不同,在3BS中未扩增到目标基因TaPht1;4;采用半定量RT-PCR和qPCR对丰、缺磷下CS和各双端体根、叶中TaPht1;4的表达研究表明,丰磷下各供试材料根、叶中均检测不到TaPht1;4表达,缺磷下各供试材料叶片中也均未检测到TaPht1;4表达,但在根中除3BS未检测到TaPht1;4表达外,CS和其他双端体均具有较高的TaPht1;4表达水平。表明TaPht1;4定位在3B染色体长臂,呈低磷诱导和根系特异表达特征。2)丰磷下,3BS单株干重与CS没有差异;缺磷下,与CS相比,3BS单株干重显著降低。表明缺少TaPht1;4及所在3B染色体长臂后,植株干物质生产能力受到较大影响,这可能与因缺乏该染色体臂丧失TaPht1;4造成低磷下植株的磷素吸收能力降低密切相关。3)对丰、缺磷下不同磷吸收效率6个小麦品种TaPht1;4的表达水平以及单株干重、全磷含量、磷累积量和磷效率研究表明,缺磷下各小麦品种表现为随品种磷吸收效率提高,TaPht1;4表达水平也随之增高。表明TaPht1;4表达水平与低磷下小麦品种磷素吸收能力和干物质积累具有紧密联系。【结论】小麦高亲和PT基因TaPht1;4定位在3B长臂。低磷条件下,3BS的单株干重和磷累积量较CS显著降低。丰、缺磷下,不同磷吸收效率小麦品种TaPht1;4表达水平与植株干重和单株磷累积量密切相关。TaPht1;4能显著增强小麦在低磷下磷素吸收能力,可作为小麦品种耐低磷能力的参考分子评价指标。  相似文献   

不同磷水平下小麦B染色体双端体植株干物质积累和磷效率特征研究     

郭丽郭程瑾  丁长欢赵妙  李小娟肖凯 《植物营养与肥料学报》2014,20(2):309-317

以中国春（CS）及其B染色体组双端体（1BS7BS和1BL7BL））为材料,采用溶液培养法,研究了不同磷水平下各供试材料的干物质积累和磷效率特征。结果表明,与CS相比,丰磷下4BS、6BS、3BL及7BL和低磷下4BS、6BS、7BS、和7BL植株形态及单株干重无明显变化,其他B染色体组双端体植株形态变劣、单株干重降低。丰、低磷下,各双端体单株磷累积量与CS相比多呈减少趋势,表明缺失B染色体长、短臂对小麦的磷素吸收和累积发挥不同程度负调控效应。全磷含量表现为丰磷下4BS和4BL较CS显著增加、5BS较CS显著降低;低磷下5BS较CS显著提高,3BL和5BL较CS显著降低。与CS相比,各双端体植株的磷效率变幅较大,呈与单株磷累积量相反趋势变化,即丰磷下3BS、5BS较CS显著增加,4BS、1BL和4BL较CS显著减少。丰、低磷条件下,多数双端体植株氮钾效率与CS相比也发生不同程度改变。丰、低磷磷下单株干重与磷累积量呈显著正相关,且单株干重与单株叶面积也呈显著正相关。因此,本研究证实,特定B染色体组长、短臂在调控植株抵御低磷逆境中发挥着重要遗传效应,可用单株叶面积作为丰、低磷下植株磷效率的评价指标。  相似文献   

低磷胁迫对不同磷效率基因型烟草苗期生长及生理特征的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

龚丝雨  梁喜欢  杨帅强  张世川  朱肖文  刘齐元 《核农学报》2019,33(6):1217-1224

为揭示不同磷效率烟草对低磷胁迫的响应机理,以磷高效且耐低磷基因型K326和云烟105及磷低效且低磷敏感基因型G28和中烟101为试验材料,设置低磷(0.01 mmol·L^-1,LP)和正常磷(1.00 mmol·L^-1,NP)2个处理,研究不同磷效率基因型烟草苗期主要农艺性状及生理指标对低磷处理的反应。结果表明,磷高效基因型的农艺指标(株高、地上部干重、根系干重等)在2种处理中均显著高于磷低效基因型,表明磷高效基因型在LP和NP水平下均能较好生长,对磷素具有较高的吸收或利用效率;在LP下,磷高效基因型的主根长增幅较大,干重、株高等降幅较小,即磷高效品种的生长受低磷影响较小,耐低磷性较强。在生理指标方面,LP条件下磷高效基因型的3种保护酶[过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)]和酸性磷酸酶(ACP)活性及可溶性糖和游离脯氨酸含量的增幅较磷低效基因型大,丙二醛(MDA)含量的增幅较小,可溶性蛋白含量、根系活力的降幅较小,水培营养液的pH值降幅较大;磷高效基因型的农艺性状及生理指标的耐低磷指数均高于磷低效基因型。综上,在低磷胁迫中,磷高效基因型烟草具有较强的活性氧清除能力,可累积较多渗透调节物质以维持细胞渗透势,较好地保护细胞,增强体内ACP活性,提高对磷素的吸收利用效率,维持自身的正常生长与代谢。本研究结果为烟草磷素高效吸收利用提供了一定的理论依据。  相似文献   

施磷量对不同磷效率小麦氮、磷、钾积累与分配的影响   总被引：6，自引：0，他引：6  

阳显斌  张锡洲  李廷轩  吴德勇 《核农学报》2012,26(1):141-149

在土培盆栽条件下,以磷高效小麦(CD1158-7、省A3宜03-4)和磷低效小麦(渝02321)为材料,研究了不施磷、施磷(P)10、20和30mg/kg对小麦不同生育时期生物量、籽粒产量及氮、磷、钾的积累与分配的影响。结果表明:(1)随施磷量的减少,不同磷效率品种小麦籽粒产量和生物量均减少;同一施磷处理,磷高效品种籽粒产量和生物产量高于磷低效基因型。不施磷、施磷10mg/kg,高效品种CD1158-7、省A3宜03-4的籽粒产量为低效品种渝02321 的1.84 倍和1.74倍、1.64倍和1.27倍。(2)低磷处理,磷高效品种小麦植株能够积累较多的氮素;扬花期之前,磷高效品种氮素积累量占小麦全生育期积累量的比例高于低效品种。拔节期、孕穗期氮素分配比例为叶>茎>根,扬花期为叶>茎>穗>根,而成熟期为籽粒、颖壳>茎>叶>根。拔节期和孕穗期磷高效品种根的氮素分配比例高于低效品种,而扬花期和成熟期磷高效品种穗(籽粒)氮素分配比例较高。(3)小麦植株磷素积累量主要集中在拔节期以后的生育时期,占全生育期的82.32%~94.23%。低磷处理,高效品种在拔节期和孕穗期磷素积累量高于低效品种,孕穗期尤为突出。扬花期之前,不施磷处理下,磷高效品种根的磷素分配比例较高。(4)不同施磷处理下,拔节期、孕穗期及扬花期,磷高效品种小麦的钾积累量高于低效品种。不同器官钾素分配比例拔节期和孕穗期均为叶>茎>根,扬花期为茎>叶>穗>根,成熟期为茎>叶>籽粒、颖壳>根。磷高效品种在颖壳和籽粒的钾素分配比例高于低效品种。  相似文献   

不同磷效率基因型小麦应对缺磷胁迫的表型及相关基因表达的研究     

孟翔翔  李文凤  沈仁芳  兰平 《植物营养与肥料学报》2021,27(11):1883-1893

  【目的】  小麦是磷肥需求量最大的作物之一。为了探索小麦对磷的高效利用机制,本研究评价了不同磷效率基因型小麦在缺磷条件下的差异响应。  【方法】  本研究选取一个磷高效小麦基因型‘小偃54’和一个低效率型‘中国春’作为试验材料,设置正常供磷(+P)、缺磷(?P)和缺磷7天后恢复正常供磷(RP) 3个处理进行小麦水培试验,调查分析了小麦幼苗的表型、生理以及缺磷响应基因的表达随缺磷时间的变化趋势,及它们在不同磷效率小麦基因型间的异同。  【结果】  缺磷胁迫明显增加了两个小麦基因型的根冠比,但无论缺磷与否,磷高效基因型‘小偃54’的根冠比均大于磷低效基因型‘中国春’。随着缺磷时间的延长,小麦幼苗地上、地下部无机磷和总磷浓度逐渐降低,但不同基因型之间无明显差异。对缺磷的小麦幼苗恢复供磷后,磷耗竭的小麦幼苗体内无机磷含量迅速增加,‘小偃54’地上、地下部的无机磷含量均明显高于‘中国春’。缺磷响应信号基因TaIPS1和TaSPX3在缺磷6 h即被诱导表达,随着缺磷时间的延长表达量逐渐升高,且恢复供磷后表达量显著降低;缺磷早期‘中国春’中TaIPS1和TaSPX3的表达量比小偃54高,但在长期缺磷和缺磷后恢复供磷处理下又比‘小偃54’低,表明磷低效小麦基因型‘中国春’可能对体内磷稳态变化更为敏感。然而,两个根系特异表达的高亲和磷转运子TaPHT1.1/9 和TaPHT1.10均表现出缺磷早期表达受到抑制,而长期缺磷被诱导升高表达。未预料到的是,二者在复磷处理后的表达量明显高于缺磷处理。长期缺磷处理下,‘中国春’中TaPHT1.1/9的表达量明显低于‘小偃54’,但其TaPHT1.10的表达与‘小偃54’无显著差异,表明不同磷效率基因型小麦幼苗缺磷诱导表达的磷吸收转运子可能存在差异。除此以外,缺磷胁迫显著增加了‘中国春’根系DCB-Fe含量,但对‘小偃54’无明显影响。  【结论】  磷高效基因型小麦幼苗(‘小偃54’)比磷低效型(‘中国春’)具有更大的根冠比和更强的磷吸收能力。‘小偃54’根系中的磷转运子基因TaPHT1.1/9的表达也明显高于‘中国春’。然而,缺磷明显促进了磷低效基因型小麦根表铁的富集。今后将进一步研究小麦根表铁的富集对小麦幼苗磷高效吸收和利用的影响。  相似文献   

小麦不同磷效率品种对不同磷源的利用差异及酸性磷酸酶的作用   总被引：3，自引：0，他引：3  

吴沂珀  张锡洲  李廷轩  阳显斌  吴德勇 《核农学报》2013,27(3)

以小麦磷高效利用品种(03-2917)和低效利用品种(S-10-1)为材料,在水培条件下,测定其生物量、磷含量、根系分泌酸性磷酸酶、根系及叶片酸性磷酸酶活性等,研究不同磷素利用效率小麦品种有机磷吸收利用的差异.结果表明:(1)不同供磷条件下,磷高效品种干物质量、磷积累量较低效品种的大,而磷含量低于低效品种.小麦不同磷素利用效率品种均表现为无机磷处理下根冠比大于有机磷处理,磷高效品种在不同施磷处理下根冠比均较大.(2)不同磷效率小麦品种根系分泌酸性磷酸酶活性在低无机磷处理(0.05mmolP·L-1,Ⅳ)下最大,1/2无机磷+1/2有机磷处理(0.30mmolP·L-1,Ⅱ)大于正常有机磷处理.不同磷处理下,高效品种根系分泌酸性磷酸酶活性均大于低效品种.(3)不同磷效率小麦根系与叶片酸性磷酸酶活性呈现为正常无机磷(Ⅰ)＜1/2无机磷+1/2有机磷(Ⅱ)＜正常有机磷(Ⅲ)＜低无机磷(Ⅳ)的处理,且低效品种大于高效品种.(4)无机磷总量在磷处理及品种间表现与酸性磷酸酶相反的趋势,正常无机磷(Ⅰ)＞1/2无机磷+1/2有机磷(Ⅱ)＞正常有机磷(Ⅲ)＞低无机磷(Ⅳ)的处理,高效品种大于低效品种.  相似文献   

苗期耐低磷烟草基因型筛选及其磷效率   总被引：3，自引：0，他引：3  

龚丝雨  梁喜欢  钟思荣  杨帅强  张世川  朱肖文  王朝  刘齐元 《植物营养与肥料学报》2019,25(4):661-670

【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。  相似文献   

水分和磷对苗期玉米根系形态和磷吸收的耦合效应   总被引：6，自引：0，他引：6  

唐宏亮  马领然  张春潮  段霄霄 《中国生态农业学报》2016,24(5):582-589

水分亏缺和土壤缺磷已经成为玉米(Zea mays L.)生产的主要限制性因素,但水分和磷如何调节玉米根系形态和磷吸收尚不完全清楚。本研究采用盆栽土培试验,设置4个水分梯度[田间持水量的35%(W1)、55%(W2)、75%(W3)和100%(W4)]和2个磷处理[高磷:205 mg(P)·kg~(-1);低磷:11 mg(P)·kg~(-1)],探究水分和磷对苗期玉米根系生长和磷吸收的耦合效应。结果表明:(1)不管土壤磷供应如何,玉米苗干重、根干重、总根长和根表面积随水分供应强度的增加呈现先增加后降低的趋势,土壤有效磷含量也表现出相似的变化趋势,根质量比和平均根直径随水分供应强度的增加呈现下降的趋势,植株磷含量和磷累积量随水分供应强度的增加呈现稳定增加的趋势;(2)水分亏缺(W1)和过量供应(W4)均不利于玉米根系生长和干物质累积,水分亏缺(W1)抑制玉米对土壤磷素的获取,水分过量供应(W4)引起土壤磷素的奢侈吸收(W4),轻度的水分胁迫(W2)能够促进玉米根系的生长和干物质累积,减少对土壤磷的奢侈吸收,充足的水分供应(W3)能够促进玉米根系的生长、干物质累积和土壤磷素的吸收;(3)磷供应显著增加了玉米苗干重、根干重(W4除外)、总根长、根表面积、植株磷含量(W4除外)和磷累积量,但降低了玉米的根质量比。(4)两因素方差分析结果表明,水分对苗干重、根干重、根质量比、总根长、根表面积、平均根直径、植株磷含量、植株磷累积量和土壤有效磷含量的相对贡献分别为45.94%、36.71%、67.95%、59.63%、58.34%、81.86%、24.75%、35.66%和3.00%,磷对这些参数的相对贡献分别为34.78%、21.19%、14.84%、9.22%、9.21%、1.56%、35.54%、49.75%和94.40%,可见水分是控制玉米根系形态和干物质累积的关键因子,磷是控制玉米地上磷吸收和土壤有效磷含量的关键因子。总体来说,低磷条件下玉米根系对土壤磷的获取偏向于以根形态为主导的适应策略,高磷条件下玉米根系对土壤磷的获取偏向于以根生理吸收为主导的适应策略。水分和磷之间较好的耦合能够促进玉米根系生长、干物质累积,减少对土壤磷素的奢侈吸收。  相似文献   

缺磷对不同耐低磷玉米基因型酸性磷酸酶活性的影响   总被引：5，自引：1，他引：4  

张丽梅  郭再华  张琳  贺立源 《植物营养与肥料学报》2015,21(4):898-910

【目的】酸性磷酸酶活性与土壤及植株体内有机磷的分解和再利用有着密切的关系。本研究以不同耐低磷玉米自交系为材料,研究低磷胁迫下玉米叶片、根组织内以及根系分泌酸性磷酸酶活性的变化及基因型差异,探讨酸性磷酸酶与玉米耐低磷之间的关系,以期更深入地了解玉米耐低磷的生理机制。【方法】以5个典型耐低磷自交系99180T、99239T、99186T、99327T、99184T和2个磷敏感自交系99152S、99270S为试验材料,采用营养液培养方法,设正常磷和低磷两种处理,分别于缺磷处理3、8和12 d时调查取样,测定地上部干重、根干重、叶片中无机磷(Pi)含量、根和地上部磷累积量、根系分泌APase活性以及叶片中APase活性,并于缺磷处理12 d测定根系内APase活性。【结果】1)缺磷使玉米地上部干重下降,根干重、根冠比增加,随着缺磷处理(3 d→8 d→12 d)时间的延长,根干重、根冠比增加幅度增大,且耐低磷自交系根干重增加幅度普遍大于敏感自交系。2)低磷条件下,玉米自交系磷吸收、利用效率存在基因型差异,耐低磷自交系99239T、99180T和99327T磷吸收效率较高,99186T和99184T磷利用效率高,敏感自交系99152S、99270S磷吸收和利用效率均较低。3)低磷处理使玉米自交系叶片无机磷(Pi)含量显著下降,耐低磷自交系99184T、99327T和99239T下降幅度较小,相对叶片无机磷含量较高。4)缺磷诱导玉米根系分泌的APase活性升高。耐低磷自交系99184T和99186T根系分泌APase活性升高幅度较大,其余3个耐低磷自交系未表现出明显优势。缺磷处理3 d、8 d,玉米根系分泌APase活性与磷累积量显著正相关,而12 d时相关性不显著;根系分泌APase活性与磷利用效率在缺磷处理12d时达显著正相关。说明玉米根系分泌APase活性与磷吸收、利用效率相关关系不稳定。5)缺磷处理12 d,各玉米自交系根组织内APase活性与根系分泌APase活性变化情况较一致,两者相关系数r=0.755(P0.05)。6)缺磷条件下各玉米自交系叶片组织内APase活性均有升高趋势,并表现出明显的基因型差异。缺磷处理8 d,耐低磷自交系99184T和99239T叶片组织内APase活性升高幅度最大,其次是99327T和99186T,99180T、99270S和99152S升高幅度较小;缺磷处理12 d,各玉米自交系叶片APase活性仍继续增加,99239T、99184T、99327T和99186T的相对APase活性均较高,99270S和99152S的相对APase活性较低。相关性分析表明,缺磷条件下玉米自交系叶片中相对APase活性与叶片中相对无机磷(Pi)含量显著正相关,与磷吸收、利用效率不显著相关。【结论】低磷诱导玉米叶片、根组织和根系分泌APase活性升高,根组织和根系分泌APase活性的大小与玉米耐低磷能力不完全相关,叶片APase活性与玉米耐低磷能力有较好的一致性。  相似文献   

大气氮沉降提高低磷土壤条件下马尾松菌根共生和磷效率的原因   总被引：2，自引：0，他引：2  

庞丽  周志春  张一  丰忠平 《植物营养与肥料学报》2016,22(1):225-235

【目的】菌根共生是提高植物磷(P)营养高效利用的重要机制之一。近年来大气氮(N)沉降的增加,导致森林土壤有效氮含量增加、 N/P比发生改变,将影响菌根共生植物的生长和磷效率。【方法】以马尾松优良家系作为试验材料,NH4NO3作为外加氮源,设置模拟氮沉降与同质低磷(介质表层与深层均缺磷)、 异质低磷 (介质表层磷丰富、 深层缺磷)耦合条件下马尾松外生菌根共生的盆栽实验,系统研究模拟氮沉降对低磷胁迫下马尾松家系菌根化苗生长和磷效率的影响。【结果】 1)模拟氮沉降对马尾松菌根共生的影响与土壤磷素环境有关。在表层和深层磷素均极为匮乏的同质低磷条件下,氮沉降降低了苗木菌根侵染率和侵染程度,然而提高了菌根共生对马尾松生长和磷效率作用的有效性,马尾松的生长量和生物量均显著增加。在表层磷丰富、 深层缺磷的异质低磷条件下,菌根共生对马尾松苗木生长有抑制作用,然而氮沉降降低了其抑制程度,高氮较低氮处理对菌根侵染苗木和菌根化苗生物量积累的抑制程度小; 2)同质低磷下,模拟氮沉降显著降低了菌根化苗的根系生长,但增加了根系APase活性和有机酸分泌量,尤其是有机酸分泌量增加了近3倍。相关性分析表明,有机酸分泌对菌根化苗生长的贡献显著高于APase,这是氮沉降促进马尾松生长的主要原因之一。异质低磷下,模拟氮沉降处理后苗木深层菌根的生长发育程度较表层好,深层根的根尖数显著增加。有机酸分泌的增加提高了苗木的磷效率,促进了菌根化苗木的生长; 3)不同低磷环境下,氮沉降的增加均降低了土壤磷的相对有效性,菌根通过增加马尾松苗木对土壤磷的吸收和利用, 从而改善磷素营养促进马尾松生长发育。两种磷素环境下,马尾松菌根化苗生长对模拟氮沉降均较敏感; 4)马尾松菌根化苗生长对模拟氮沉降的响应存在显著的家系差异。【结论】大气氮沉降可改善马尾松的氮素营养,增加菌根作用的有效性,从而促进马尾松对磷的吸收,进而促进了林木的生长。不同马尾松品种对氮沉降的反应有差异,筛选高氮-低磷环境下菌根共生能力强的马尾松基因型,将成为提高土壤磷素生物学利用效率的重要途径。  相似文献   

小麦生长素响应因子TaARF6转基因烟草植株分子鉴定     

智一鸣  陈芳  刘晓曼  肖凯 《植物营养与肥料学报》2016,22(1):85-93

【目的】生长素响应因子(ARF)在介导生长素信号传递和调控下游生长素响应基因的表达中发挥着重要功能。本文旨在以在富集丰磷特异表达基因的小麦根系cDNA差减文库中鉴定的1个ARF类别的家族成员TaARF6为基础,对该基因cDNA序列、分子特征、不同供磷水平下该基因在根、叶中表达模式及遗传转化TaARF6对丰磷和缺磷条件下植株形态的影响进行较全面研究,阐明该小麦生长素响应因子基因介导不同供磷水平下对植株生长特性的影响。【方法】采用生物信息学工具预测TaARF6编码蛋白特征; 采用溶液培养法培养丰、缺磷处理小麦幼苗,采用半定量RT-PCR技术鉴定TaARF6在丰、缺磷处理下的表达特征。采用DNA重组技术构建将TaARF6编码阅读框融合至表达载体中的表达质粒,利用农杆菌介导的遗传转化法建立超表达TaARF6转基因烟草植株。采用琼脂培养和溶液培养法,培养丰、缺磷不同供磷水平下野生型植株和转基因烟草植株,进而利用常规分析方法鉴定不同磷水平下植株长势、根系和茎叶生物量和植株根叶形态及性状。【结果】1)TaARF6编码生长素响应因子(ARF)型转录因子,编码蛋白中含有ARF家族成员具有的保守结构域。该基因在氨基酸水平上与源于短柄草BdARF6和源于水稻的OsARF6具有高度同源特征。表达分析表明,TaARF6在根、叶中均呈典型低磷下表达下调、复磷后表达再度回升模式,表明该基因表达受到外界供磷水平的调节。2)遗传转化结果表明,在正常生长和低磷逆境下,与野生型植株相比,转基因烟草株系幼苗和植株形态明显增大。3)丰、缺磷不同供磷水平下,与未转化的野生型(WT)对照植株相比,转基因系(Line 3 和Line 5)植株幼苗和植株根系、茎叶和单株鲜、干重均较野生型显著增加。此外,与WT相比,转基因系植株根系数量增多、主侧根长度、根体积、叶面积和根冠比增加。【结论】TaARF6编码典型的生长素响应因子,其编码蛋白具有生长素响应因子特有结构域。TaARF6对环境中的低磷胁迫逆境能产生明显应答。上调表达TaARF6基因,具有增加植株根、叶鲜、干重和改善根叶及植株形态的生物学功能。本研究表明,通过对植株体内生长素响应基因的转录调控,TaARF6在介导植株不同供磷水平下的根叶形态建成和干物质累积过程中发挥着重要作用。  相似文献   

小麦代换系幼苗根系对低磷胁迫的生理响应暗示的染色体效应   总被引：1，自引：0，他引：1  

米少艳  路斌  张颖  杜欢  白志英  李存东 《植物营养与肥料学报》2016,22(5):1204-1211

【目的】 以 CS (Chinese Spring,中国春) -Synthetic 6x 代换系为材料,研究小麦代换系幼苗根系对低磷胁迫的生理响应,并对相关性状进行染色体定位,为小麦耐低磷基因型的遗传改良提供理论依据。 【方法】 将母本中国春、父本 Synthetic 6x 以及代换系种子放于培养皿,于光照培养箱中培养 5 d,选择长势一致的健壮幼苗去掉胚乳,移入 Hoagland 营养液 (pH = 6.0)中培养。两叶一心时进行处理,设置正常供磷为对照 (磷浓度为2 mmol/L) 和低磷胁迫 (磷浓度为 20 μmol/L) 两个处理,四叶一心时对不同磷处理下代换系幼苗的根冠比、根系活力、酸性磷酸酶 (APase) 和核糖核酸酶 (RNase) 活性等生理指标进行测定。 【结果】 低磷胁迫下,小麦代换系苗期根冠比显著升高,APase 和 RNase 活性增强,根系活力降低;与母本中国春相比,4A、4B、6B、1D、2D 和 7D 代换系根冠比和相对根冠比显著或极显著升高,1A、2A、3A、5A、3B、7B、2D、3D、5D 和 7D 代换系的根系活力和相对根系活力显著或极显著增高,4A、1D 和 4D 代换系根系的酸性磷酸酶活性及相对磷酸酶活性均显著或极显著升高,2A、6B、4D 代换系根系的 RNase 活性和相对 RNase 活性显著或极显著增高。 【结论】 低磷胁迫下,Synthetic 6x 的 4A、4B、6B、2D 和 7D 染色体上可能存在诱导根冠比升高的基因;1A、2A、3A、5A、3B,7B、2D、3D、5D 和 7D 染色体上可能存在诱导根系活力增强的基因;4A、1D 和 4D 染色体上可能存在诱导根系酸性磷酸酶活性增强的基因;2A、6B 和 4D 染色体上可能存在诱导根系 RNase 活性增强的基因。即 Synthetic 6x 的第四染色体 (4A、4B、4D) 上可能存在调控根系相关特性的关键基因。   相似文献   

水培法磷矿石对小麦生长的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

M. ASHRAF  RAHMATULLAH  M. A. MAQSOOD  S. KANWAL  M. A. TAHIR  L. ALI 《土壤圈》2009,19(3):398-402

Screening cultivars to grow under conditions of low phosphorus (P) availability and utilize P efficiently from compounds of low solubility in soils may be beneficial to overcome poor plant growth in P-deficient soils.The growth behavior and P utilization efficiency of seven wheat cultivars grown in hydroponics were studied,using rock phosphate as P source.The wheat cultivars grown for 30 days were significantly different in biomass accumulation,P uptake and P utilization efficiency.The dry matter production of all the cultivars was significantly correlated with P uptake,which in turn correlated to the drop in the root medium pH.The ranking of wheat cultivars on the basis of dry matter yield,P uptake and P utilization efficiency was Zamindar 80 ＞ Yccora ＞ C 271 ＞ WL 711 ＞ Barani 83 ＞ PARI 73 ＞ Rohtas.The cultivar Zamindar 80 appeared to possess the best growth potential in P-deficient soils.  相似文献   

施磷量对小麦物质生产及吸磷特性的影响   总被引：14，自引：7，他引：14  

姜宗庆  封超年  黄联联  郭文善  朱新开  彭永欣 《植物营养与肥料学报》2006,12(5):628-634

在低磷土壤条件下,以中筋小麦扬麦12号和弱筋小麦扬麦9号为材料,研究了施磷量对小麦物质生产和吸磷特性的影响。结果表明,在施磷量(P2O5)0～180.kg/hm2范围内,植株对磷的吸收量、吸收速率和磷的积累量随施磷量增加而上升;以施磷量108.kg/h2处理的叶面积指数(LAI)、植株茎蘖数、茎蘖成穗率、干物质积累量、花后干物质积累量和子粒产量最高。当施磷量超过108.kg/hm2时,相关物质生产指标则呈下降趋势,说明即使在缺磷土壤上,施磷量有其适宜值。小麦一生对磷的吸收存在两个高峰,出苗至越冬始期为第一个吸收高峰,拔节至孕穗期为第二个吸收高峰。植株磷素积累量的70%～75%是在拔节后吸收,表明拔节期施磷对满足小麦第二个吸磷高峰和磷的最大积累期需磷有重要意义。  相似文献   

小麦磷素利用效率的基因位点及其交互作用   总被引：12，自引：0，他引：12  

曹卫东  贾继增  金继运 《植物营养与肥料学报》2001,7(3):285-292

利用小麦W7984和Opata85作亲本 ,通过一粒传而获得F7重组近交系 (RIL)群体。对该群体的 114个株系分别在正常供磷和低磷胁迫下探讨小麦地上部磷素利用效率 (SPUE)和全株磷素利用效率 (WPUE) ;并根据该群体而构建的遗传图谱包括覆盖整个染色体组的 918个RFLP标记 ,研究 2种供磷情况下小麦磷素利用效率的基因位点及基因间互作。结果表明 ,正常供磷 ,有 2个与SPUE有关的QTL ,分别位于染色体 1B和 5A上 ,变异解释率分别为 6.55 %和 1 1.61 % ;与WPUE有关的QTL有位于染色体 2B、5A和 7A上的 3个 ;SPUE和WPUE还分别受一对互作位点的影响。在磷胁迫下 ,有 3个QTL与SPUE有关 ,分别位于染色体 2D、3B和6D上 ,变异解释率分别为 14.2 %、7.73%和 6.58% ;与WPUE相关的 2个QTL分别位于染色体 2D、7A上 ,变异解释率分别为 18.01 %和 10.73 % ;SPUE受上位效应的影响。 7A染色体对于小麦的磷素利用效率有着重要的作用 ,位于该染色体上的片段Xfba354 Xfba69在 2种供磷情况下都显著影响WPUE ,同时此片段在正常供磷下还与其它基因互作而影响WPUE。此外 ,5A染色体在正常供磷、2D染色体在低磷胁迫下分别对磷素利用效率 (PUE)有较强的作用。  相似文献   

Phosphorus Stress-Induced Differential Growth,and Phosphorus Acquisition and Use Efficiency by Spring Wheat Cultivars     

M. S. Akhtar  Y. Oki  Y. Nakashima  T. Adachi  M. Nishigaki 《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2016,47(22):15-27

ABSTRACT

Phosphorus (P) is a finite, non-renewable, and natural resource and a vital major nutrient for plant metabolic and developmental processes. However, adverse soil biogeochemical characteristics of alkaline-calcareous soils (especially Aridisols) and highly weathered acid soils (i.e., Ultisols and Oxisols) render orthophosphate (Pi) as the least available major nutrient due to P complexation, sorption, and/or fixation. In such soil environments, plant bioavailable P is only a small fraction of total soil P, seriously limiting crop growth and production. Different plant species, and even cultivars of the same species, may display a suite of growth responses that enable them to solubilize and scavenge soil P either by enhancing external Pi acquisition or reprioritizing internal Pi use under P-stress soil environments. This paper reports relative growth responses, P acquisition and P-use efficiency characteristics by 14 cultivars of spring wheat (Triticum aestivum L.) grown in solution culture with high/low P supply induced by applying soluble NH₄H₂PO₄, sparingly soluble rock phosphate, and Ca₃(PO₄)₂. The wheat cultivars exhibited considerable genetic diversity in biomass accumulation, P concentrations, P contents, factor (PSF) and P efficiency characteristics [i.e., P utilization efficiency (PUE), P efficiency (PE), and PE ratio (PER)]. Plant growth and PE parameters were significantly correlated, while P uptake was linearly related with biomass increase and solution pH decrease. The wheat cultivars with high PUE, PER and P uptake, and low PSF, and plant P concentration were more efficient in utilizing P and, hence, more tolerant under P-stress environment. Biomass and P contents of “P efficient/low-P tolerant” wheat cultivars were superior to “P inefficient/low-P sensitive” cultivars at all P-stress levels. Hence, “P efficient/low-P tolerant” cultivars are the most desirable wheat genotypes for P-stress environments because they are able to scavenge more P from sparingly soluble P sources or soil-bound P forms.  相似文献   

低磷胁迫对小麦代换系保护酶活性和丙二醛含量的影响及染色体效应   总被引：1，自引：0，他引：1  

郑金凤  董少鸣  李成璞  白志英  李存东  毕常锐 《植物营养与肥料学报》2010,16(6):1366-1372

以中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本为材料,通过测定孕穗期、开花期、灌浆期不同磷处理条件下叶片的保护酶活性及丙二醛含量,研究低磷胁迫对相关生理性状的影响及染色体效应。结果表明,低磷胁迫下,SOD和POD活性上升,MDA含量增高;Synthetic 6x的2A、3B、2D、7D染色体上可能存在诱导SOD活性增强的基因;2A、5A、6A、7B、7D染色体上可能存在诱导POD活性增强的基因;5A、2D、5D、7D染色体上可能存在抑制MDA含量增高的基因。  相似文献