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植物离子组学: 植物营养研究的新方向 总被引：3，自引：1，他引：2
离子组是指有机体内所有离子的总和,包括所有的金属、类金属和非金属。现代高通量的元素分析手段(如ICP-MS/OES)的出现,使得同时定量分析多个元素的含量成为可能。植物离子组学正是利用这一高通量的分析手段,在全基因组的规模上对植物体内的离子组进行分析和对比研究,从而系统地研究揭示植物体内控制离子平衡的遗传网络与分子机制。近年来,该研究领域发展迅速,并广泛地应用于植物功能基因组研究等方面,成为植物营养研究发展的一个热点领域。本文从离子组及离子组学的概念、 离子组学的技术平台、 离子组学研究的技术路线、信息管理及其应用等方面进行综述,并对这一新兴研究领域进行了展望。 相似文献
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滨海盐土区4种典型耐盐植物盐分离子的积累特征 总被引：3，自引：0，他引：3
为了筛选降盐效果优良的适宜植物材料以合理利用耐盐植物改良滨海盐碱地,本研究通过田间试验系统探究了盐地碱蓬、田菁、红麻和高丹草的盐分离子积累特征。结果表明:4种植物地上生物量在成苗期和成熟期均为总生物量的80%以上,且大小为田菁红麻盐地碱蓬高丹草。高丹草和红麻对K+、Ca2+的吸收运输能力最强,盐地碱蓬和田菁对Na~+的吸收运输能力最强。根据各盐分离子占植物积累总盐分的比例,高丹草对K+积累量高于其他离子;田菁在成苗期主要积累K+,在成熟期主要积累Cl~–和Na~+;红麻主要积累Cl~–和K+;盐地碱蓬主要积累Na~+和Cl~–,其体内的Na~+和Cl~–分别占积累盐分总量的比例明显高于其余植物。从成苗期到成熟期的生长过程中,盐地碱蓬表现出Na~+积累比例持续下降,Cl~–积累比例逐渐升高的趋势;田菁和高丹草表现为Na~+和Cl~–积累比例均升高;红麻的Na~+和Cl~–积累比例则表现为逐渐下降趋势。盐地碱蓬、田菁和红麻是滨海盐土改良的优良植物材料。 相似文献
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外源硅对植物抗盐性影响的研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
盐胁迫是世界范围内影响作物产量和品质的主要非生物胁迫之一,如何提高作物的抗盐性已经引起全世界的关注。硅 (Si) 是地壳中含量仅次于氧的第二大丰富元素。在pH值低于9的介质中,硅通常以单硅酸[Si(OH)4]的形式被高等植物吸收。尽管目前硅仍然未被认为是植物生长的必需元素,但是作为植物生长的“有益元素”,硅可以缓解各种生物胁迫和非生物胁迫对植物生长发育的抑制。大量的研究表明硅可参与调控植物抗盐的生理生化代谢过程,并与一些信号物质,如乙烯、水杨酸和多胺等存在互作。主要进展如下:1) 植物对硅的吸收存在主动、被动和拒绝吸收三种,硅转运蛋白在硅的吸收和转运中起到非常重要的作用,但是关于该蛋白的编码基因在更多物种中的克隆和功能研究有待于进一步开展。2) 硅可以调节盐胁迫下植物体内的离子平衡,降低植物根系对盐离子的吸收和向地上部的转运,并使盐离子更均匀的分布在根系中;改善盐胁迫下根系对钙、钾、氮等营养元素的吸收,缓解盐胁迫造成的营养失调。近期一些研究表明多胺可能参与硅对根系盐离子吸收的调控。3) 硅可以通过调节水通道蛋白的表达和渗透调节物质的积累提高根系对水分的吸收和向地上部的转运,改善植株的水分状况。4) 硅可通过调节抗氧化酶活性,降低活性氧的产生和积累,同时可以缓解盐胁迫对光合器官和光合色素造成的损伤,保证盐胁迫下植物光合作用的正常进行。5) 植物耐盐的分子机制非常复杂,涉及大量基因的表达和调控以及信号转导过程,包括蛋白质组学和转录组学在内的组学研究策略为从分子水平揭示硅缓解胁迫的机理提供了有力的技术手段。转录组和蛋白质组学的研究表明硅可以通过调控转录因子、激素等相关基因的表达及蛋白的翻译和修饰来调控植物对盐胁迫的快速响应,提高植物的抗盐能力。6) 硅吸收突变体的应用有助于我们更好的了解硅在调控植物生理生化代谢中所发挥的作用。 相似文献
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水稻种植模式对水稻籽粒离子组的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
亚细胞、细胞、器官乃至有机体内所有矿质元素的组合称为离子组。离子组是植物化学元素指纹,能够定量、精准地反映环境因子驱动下植物体产生的无机化学响应。为探求不同种植模式对水稻籽粒离子组的影响,采用大田试验,研究比较了长期常规种植、绿色蛙稻和有机蛙稻3种水稻种植模式水稻籽粒中矿质元素含量的差异和元素间的相关关系,并探讨了土壤中可利用态元素向水稻籽粒中的转移效率。21种元素含量通过高通量元素分析电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定,并利用主成分分析和方差分析等统计方法分别对数据进行综合分析和各元素处理间差异分析。结果表明,各元素在水稻籽粒中的浓度顺序为:KPMgCaMnZnFeCuRbNaBaMoBNiSrAsCrCdSeCoCs。主成分分析结果表明,不同水稻种植模式对水稻籽粒离子组有显著影响,第1主成分占总变量的32.7%,区分了有机和绿色种植模式;第2主成分占总变量的27.1%,将常规种植模式和另外两种模式区分开。不同水稻种植模式对水稻籽粒离子组有显著影响。与常规种植相比,绿色蛙稻模式下籽粒第1主族元素K、Na、Cs、Rb含量显著增加21%、31%、59%、72%,Mn、Cd的含量显著增加23%、441%,B和Cr的含量显著降低63%和51%;有机模式下水稻籽粒中Co、Ni和Cd含量分别增加60%、286%和488%,而Ca、B、Mo、Sr和Cr的含量显著降低38%、60%、20%、27%和96%,而同主族元素间的竞争并未发现。因此,从水稻必需元素吸收角度出发,绿色蛙稻种植模式优于有机和常规种植模式;但绿色和有机蛙稻种植模式对一些非必需元素的吸收也为水稻食品安全带来隐患。因此,科学的养分管理和合理种植结构的调整对保证水稻食品的安全有非常重要的意义和价值。 相似文献
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外源 GSH 对 NaCl 胁迫下番茄幼苗叶片及根系离子微域分布的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
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水稻根系形态与氮素吸收累积的相关性分析 总被引：9，自引：1，他引：9
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盐胁迫下氮素形态对油菜和水稻幼苗离子运输和分布的影响 总被引：6，自引：1，他引：6
【目的】土壤盐碱化是制约农作物产量的主要因素之一,盐胁迫影响养分运输和分布,造成植物营养失衡,导致作物发育迟缓,植株矮小,严重威胁着我国的粮食生产。在必需营养元素中,氮素是需求量最大的元素,NO-3和NH+4是植物吸收氮素的两种离子形态。植物对盐胁迫的响应受到不同形态氮素的调控,研究不同形态氮素营养下植物的耐盐机制对提高植物耐盐性及产量具有重要的意义。【方法】本文以喜硝植物油菜(Brassica napus L.)和喜铵植物水稻(Oryza sativa L.)为试验材料,采用室内营养液培养方法,研究了NO-3和NH+4对Na Cl胁迫下油菜及水稻苗期生长状况、对Na+运输和积累的影响,以对照与盐胁迫植株生物量之差与Na+积累量之差的比值,评估Na+对植株的伤害程度。【结果】1)在非盐胁迫条件下,硝态氮营养显著促进油菜和水稻根系的生长;盐胁迫条件下,油菜和水稻生物量均显著受到抑制,Na Cl对供应铵态氮营养植株的抑制更为显著。2)盐胁迫条件下,两种供氮形态下,油菜和水稻植株Na+含量均显著增加,硝态氮营养油菜叶柄Na+显著高于铵态氮营养,叶柄Na+含量/叶片Na+含量大于铵营养油菜,硝态氮营养水稻根系Na+含量显著低于铵营养,地上部则相反。3)铵营养油菜和水稻Na+伤害度显著高于硝营养植株。4)盐胁迫条件下,硝态氮营养油菜地上部和水稻根系K+含量均显著高于铵态氮营养。5)盐胁迫条件下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株。【结论】与铵营养相比,硝营养油菜和水稻具有更好的耐盐性。硝态氮处理油菜叶柄Na+显著高于铵态氮处理,能够截留Na+向叶片运输。同时,供应硝态氮营养更有利于油菜和水稻吸收K+,有助于维持植物体内离子平衡。盐胁迫下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株,表明硝态氮营养油菜和水稻木质部-韧皮部对离子有较好的调控能力,是其耐盐性高于铵营养的原因之一。 相似文献
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短期和长期中水灌溉对绿地土壤理化性质的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
采用短期室内中水灌溉土柱模拟和长期中水灌溉区大田定位调查,对中水灌溉后对植物体内营养元素、毒害离子以及重金属的增减变化进行对比分析。结果表明,与清水对照相比,中水灌溉使绿地土壤pH值降低,土壤有机质含量增加,孔隙度增大,容重及田间持水量减小;全氮、全磷含量随土层厚度的增加而呈减少的趋势;碱解氮、有效磷和速效钾含量增加且与清水对照之间差异显著（P〈0.05）;盐离子在土壤中得以积累,含量增加;毒害离子和重金属含量呈增大或减少的趋势,与不同离子种类有关,但其含量极少,累积效应变化缓慢,且由于自然降水等因素的稀释和植物、土壤微生物等因素的吸收及降解,一般不会造成对土壤的污染及对植物的生长胁迫。 相似文献
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植物健康营养理论与健康元素 总被引：1，自引：0，他引：1
白由路 《植物营养与肥料学报》2020,26(7):1360-1366
从食物链营养的角度提出植物健康营养理论,即在不影响植物正常生长发育的条件下,通过调节供给植物的营养元素而生产出符合特定需求的产品,提高植物栽培的功能性和经济价值。我们把这种同时注重植物营养和产品功能的人工栽培植物的营养理论称为植物健康营养理论,这里将不具备植物营养功能,但对整个食物链特别是对人和饲养动物有营养作用的元素称为健康元素。根据矿质元素的作用对象,可将健康元素分为营养健康元素和非营养健康元素两类。营养健康元素是指它本身是植物必需营养元素,同时又对食物链上端生物也有重要健康作用。非营养健康元素是指其对植物本身的生长发育没有营养作用,仅对食物链上端的生物有健康作用。把通过植物吸收矿质元素的方式以达到食物链促进健康的栽培管理方式称为健康栽培。本文还定义了植物健康营养理论的学科边界,指出:“奢侈吸收”与动物健康的关系研究,健康元素在植物体内的代谢,健康元素在食物链中的传递形式,植物体内健康元素的含量阈值,健康元素的高效施用与管理都是植物健康营养理论的研究范畴。 相似文献
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植物营养生物学研究方向探讨 总被引：1，自引：1，他引：0
米国华 《植物营养与肥料学报》2022,28(1):150-156
植物营养生物学是重点研究植物活化、吸收、转运与利用养分的生理、分子及遗传机制的科学。在过去的30年,我国植物营养生物学研究取得了长足的发展,但从国家自然科学基金资助情况分析,与相关学科相比,近10多年来植物营养生物学总体研究力量相对薄弱,缺乏新一代领军人才。一些研究更接近于“纯”植物生物学,与植物营养应用研究出现脱节,对农业绿色发展及化肥产业升级的支撑不够。植物营养生物学研究者应该重视与作物育种、耕作栽培、生态环境、植物保护及化肥产业的合作,跟踪这些领域的研究现状及生产中面临的技术需求,围绕这些领域的技术“瓶颈”开展植物营养基础研究,在提供解决途径的同时创新植物营养生物学机理,从而丰富植物营养学理论。在研究内容上,建议重视控制养分响应度的生理与遗传机制,养分信号与环境信号互作,养分×土壤×管理互作及其对根系生长的影响,养分供应与抗生物胁迫,高产高效的植物营养生理学基础,特种作物的营养机理,化肥产品升级的生物学途径等方向的研究。 相似文献
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Phosphorus in forest ecosystems: New insights from an ecosystem nutrition perspective 总被引：1，自引：1，他引：1 
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下载免费PDF全文 Friederike Lang Jürgen Bauhus Emmanuel Frossard Eckhard George Klaus Kaiser Martin Kaupenjohann Jaane Krüger Egbert Matzner Andrea Polle Jörg Prietzel Heinz Rennenberg Nicole Wellbrock 《植物养料与土壤学杂志》2016,179(2):129-135
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“十四五”土壤生物学分支学科发展战略 总被引：3，自引：1，他引：2
土壤生物是地球生物多样性的重要组成部分。土壤生物驱动着土壤中有机质降解、元素循环、污染物转化与降解以及温室气体的产生与消耗,在全球粮食安全、环境保护以及应对气候变化等方面发挥着重要作用。土壤生物学是研究土壤生物多样性与分布、土壤生物的过程与功能以及土壤生物的调控与应用的科学。21世纪以来,分子生物学技术的突破与生态学理论的广泛应用极大地推进了土壤生物学研究的发展。本文回顾了土壤生物学科的发展历程,详细介绍了土壤生物学科的发展现状,提出了土壤生物学科在理论与应用上的发展趋势,并对未来土壤生物学科的发展方向进行了展望。随着多学科交叉融合以及研究手段的进步,土壤生物学迎来了一个新的发展时期。土壤生物学研究在生物资源挖掘、时空分布格局、生态服务功能和生物调控等方面取得的重要成果,将更好地服务于土壤健康、植物健康、人类健康以及我们的星球健康。 相似文献
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论作物养分效率及其遗传改良 总被引：5，自引：3，他引：2
米国华 《植物营养与肥料学报》2017,23(6):1525-1535
作物养分效率遗传改良已成为植物营养学重点研究领域之一,但对于养分效率的概念及其组成因素,以及养分高效性状依然存在很多认识误区,限制了养分高效育种成效。本文论述了养分效率及其相关指标的定义,从作物学、植物营养生理学、分子生物学和遗传学多个角度分析了养分高效吸收、养分高效利用的生理学决定因素及其对养分高效育种的启示。指出除了高通量养分高效表型分析技术的限制,还缺乏对田间水平上养分高效生理学机制的深入理解,不清楚养分高效的次级生理指标,已成为限制养分高效育种的因素之一。未来应该充分利用现代分子生物学研究手段,加强田间条件下的养分高效生理学机制研究,将养分吸收、分配、转运等生理过程与作物生长发育调控密切关联,关注群体种植条件下的最优植株性状,在田间实际生长条件下进行鉴定,才有可能获得实用的养分高效品种。 相似文献
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我国有机肥料研究及展望 总被引：79，自引：2，他引：79
本文简要回顾８０年代以来，我国对有机肥料资源、结构组成、营养功效、改土作用机制及改善农作物产品品质作用等方面的一些研究；讨论了有机无机肥配合施用这一施肥制与持续农业发展和建立良好环境生态农业的关系。展望今后有机肥料的研究和发展方向，应尽可能利用有机肥料资源，投入农田参与养分再循环的研究，结合食物链和壤养分库，提高肥料利用率，减少农业非点源污染。重点研究有机肥料循环过程中，碳、氮、磷和微量元素的循环 相似文献
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Protists are essential components of soil biodiversity and ecosystem functioning. They play a vital role in the microbial food web as consumers of bacteria, fungi, and other small eukaryotes and are also involved in maintaining soil fertility and plant productivity. Protists also contribute to regulating and shaping the bacterial community in terrestrial ecosystems via specific prey spectra. They play a role in plant growth promotion and plant health improvement,mostly via nutrient cycling, grazing, and the activation of bacterial genes required for plant growth and phytopathogen suppression. Thus, protists may prove to be a useful inoculant as biofertilizer and biocontrol agent. They can also be applied as model organisms as bioindicators of soil health. Despite their usefulness and essentiality, they are often forgotten and under-researched components of the soil microbiome, as most of our research focuses on bacteria and fungi. In this review, we provide an overview of the role of protists in plant productivity and plant health management and in shifts in soil bacterial community composition, as well as their roles as bioindicator. We also discuss the perspectives of knowledge gaps and future prospects to further improve soil biology.More research in soil protistology will provide insights into sustainable agriculture and environmental health alongside the study of bacteria and fungi. 相似文献
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土壤芳基硫酸酯酶及其活性和农业措施影响 总被引：2，自引：0，他引：2
硫是作物生长发育的必需营养元素,但土壤的缺硫现象日益严重,土壤硫营养逐渐成为作物产量和质量的重要限制因子。土壤芳基硫酸酯酶能酶促土壤有机硫的矿化,在硫素的生物化学循环和植物的硫营养中具有重要的作用,是反映土壤质量的一个重要生物学指标。本文在阐述土壤芳基硫酸酯酶的重要作用、来源、存在方式等的基础上,综述了国内外该酶对农业技术措施的响应的研究,为不同农业管理制度下土壤芳基硫酸酯酶活性的调节提供参考。 相似文献
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我国北方地区石灰性土壤上缺锌与干旱限制因子同时存在,影响作物生长和产量提高。本文综述了干旱胁迫影响土壤锌的有效性和植物对锌吸收利用的可能机制:土壤中锌不同形态间的转化与化学行为、根际土壤中锌的移动性、植物根系形态和生理反应、植物体内锌的运输以及植株对锌的需求等在水分胁迫下都可能发生变化。植物锌营养状况可能与植物气孔开闭、活性氧代谢和基因转录因子-锌指蛋白的形成等关系密切,从而影响植物对水分的吸收利用和对干旱胁迫的适应。 相似文献