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相似文献
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1.
【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   

2.
田间玉米和蚕豆对低磷胁迫响应的差异比较   总被引：1，自引：1，他引：0  
【目的】植物在长期进化过程中形成了一系列适应机制,以应对低磷胁迫。本文提出玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设,并通过与蚕豆植株在根系形态与生理方面对低磷胁迫反应的比较试验加以验证。【方法】在中国农业大学上庄长期定位试验田进行两年田间实验,玉米和蚕豆分别单作,重复3次。在玉米抽雄前的拔节至大喇叭口期和蚕豆的初花至盛花期两次取样(两年的两次取样时间间隔10~12天),比较研究了不供磷和供磷100 kg/hm2下玉米和蚕豆生长和磷素吸收、根系在0—40 cm土层中分布、以及根际p H值和酸性磷酸酶活性的差异。【结果】1)玉米植株的生物量和含磷量远远高于蚕豆;第一次取样时蚕豆的根冠比高于玉米,而且两种植物低磷下的根冠比高于供磷充足处理。两次取样时玉米的总根长大于蚕豆,两种植物的大部分根系分布在0—20 cm表层土壤,玉米根系在0—10 cm土层的分布更多。2)蚕豆根系的比根长明显大于玉米,但单位根长吸磷量低于玉米,两种植物间的上述差异不受取样时间和供磷水平的影响。3)两次取样时,蚕豆根表的酸性磷酸酶活性均明显高于玉米。玉米根表的酸性磷酸酶活性在两个供磷水平下没有差异。第一次取样时,缺磷蚕豆根表的酸性磷酸酶活性高于供磷充足的蚕豆植株。4)缺磷蚕豆的根际土壤p H值明显低于供磷充足蚕豆;但玉米根际土壤p H值在缺磷和供磷充足条件下无显著差异。【结论】低磷条件下两种植物的根冠比均明显增加。玉米根系单位根长的吸磷量高于蚕豆,并且在含磷量丰富的表层土壤分布有更多根系,但缺磷条件下玉米没有增加根系的质子和酸性磷酸酶的分泌,主要以根系形态变化来适应低磷胁迫。结果支持本文提出的玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设。但蚕豆在低磷条件下除了增加根系生长外,还具有通过增加质子分泌和根表酸性磷酸酶活性提高根际土壤有效磷浓度的潜力。  相似文献   

3.
  【目的】  以速生丰产型杉木无性系洋023、洋036、洋6421和拟南芥为材料,研究杉木中紫色酸性磷酸酶 (PAPs) 的功能作用,以筛选具有磷素高效利用特性的杉木无性系。  【方法】  采用PCR技术克隆PAP18b基因,分析其序列特征和同源性,并对杉木无性系洋023、洋036、洋6421进行正常供磷 (1.0 mmol/L KH2PO4) 和低磷胁迫 (0.1 mmol/L KH2PO4,0.9 mmol/L KCl) 砂培盆栽处理0、10、15、30和60天,测定酸性磷酸酶活性及全磷含量,定量分析根和叶中ClPAP18b基因表达量、磷含量及酸性磷酸酶活性的关系,并将ClPAP18b基因过表达至拟南芥,进行该基因的功能验证。  【结果】  成功克隆获得杉木PAP18b基因CDS序列 (1 212 bp),命名为ClPAP18b,该基因编码404个氨基酸,亚细胞定位于胞间区,这表明ClPAP18b基因可能发挥调控酸性磷酸酶分泌至胞外的功能。酸性磷酸酶活性测定结果表明,30天磷处理后,正常供磷和低磷处理下,杉木洋036和洋6421无性系根中的酸性磷酸酶活性均高于叶,而根中酸性磷酸酶活性低磷处理下高于正常供磷处理;洋023的根和叶中酸性磷酸酶活性在低磷胁迫诱导下多高于正常供磷条件下根和叶中酸性磷酸酶活性。磷含量分析结果表明,杉木洋023、洋036和洋6421无性系的地上部磷含量高于地下部,不同水平供磷处理后,不同杉木无性系或同一杉木不同组织磷含量存在差异。RT-qPCR 结果显示,低磷胁迫诱导杉木ClPAP18b基因表达。低磷条件下,ClPAP18b过表达拟南芥植株长势优于对照组,且过表达植株中的酸性磷酸酶活性叶高于对照组,但花青素积累量低于对照组。此外,相比于正常供磷处理植株,过表达ClPAP18b拟南芥中PHT1; 2、PHT1; 8和AtPAP26等与磷胁迫相关的基因表达量显著高于对照组,而AtPAP12和AtPAP17基因表达量明显降低。  【结论】  低磷胁迫诱导杉木ClPAP18b基因表达和酸性磷酸酶活性增强,但不同杉木无性系对磷缺乏的适应性存在明显差异,过表达ClPAP18b基因可促进拟南芥植株耐低磷胁迫,ClPAP18b基因可能在杉木低磷胁迫调节机制中发挥调控作用,可作为改良杉木耐低磷的重要候选基因。  相似文献   

4.
【目的】 有机磷为土壤磷库的重要组成部分,研究不同磷效率作物对有机磷的利用能力的差异,有助于了解作物高效吸收磷的机理。 【方法】 以磷高效基因型大麦(IS-22-25、IS-22-30)和低效基因型大麦(IS-07-07)为试验材料,植酸钠为有机磷源进行水培试验。设置5个植酸钠浓度(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mmol/L),使用根系扫描仪分析其根长、根表面积、根体积等形态特征,并测定根系与根系分泌的酸性磷酸酶、植酸酶活性等生理特征。 【结果】 随有机磷浓度降低,磷高效基因型野生大麦总根长、总表面积和总体积呈增加趋势。低有机磷浓度下,磷高效基因型大麦总根长较正常有机磷浓度(0.4 mmol/L)下增加了139.7%~146.0%,直径D＜0.16 mm的根长提高了156.8%~161.5%,且磷高效基因型总根长较低效基因型高8.6%~60.4%。低有机磷浓度下,磷高效基因型根系各参数均显著高于低效基因型。随着有机磷浓度降低,磷高效基因型根总表面积提高了83.5%~117.5%,较低效基因型高14.0%~46.4%;根总体积提高了80.7%~119.3%,较低效基因型高19.6%~150.0%。随着有机磷浓度升高,磷高效基因型根系及其分泌酸性磷酸酶和植酸酶活性显著降低。低有机磷浓度下,磷高效基因型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性增加了163.3%~172.2%和98.6%~121.2%,较低效基因型高14.4%~41.2%和23.1%~37.2%;磷高效基因型根系分泌酸性磷酸酶和植酸酶活性增加了157.8%~193.4%和172.4%~183.4%,较低效基因型高20.2%~45.7%和24.7%~51.4%。 【结论】 在低浓度有机磷胁迫下,磷高效基因型通过良好的根系形态,有效扩大了根系对水分和养分的接触空间,为磷高效基因型的快速生长和磷素吸收提供了条件;同时,低浓度有机磷胁迫增强了根系分泌酸性磷酸酶和植酸酶,提高了介质环境中磷素的生物有效性,对有机磷的吸收利用表现出明显优势。  相似文献   

5.
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  
【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   

6.
从高磷效率的马尾松广东信宜种源中选择9个优良自由授粉家系,设置低磷和高磷两种养分环境,通过分析不同养分环境下植物生长量、干物质积累量和分配及磷效率（包括磷素吸收效率和利用效率）等指标,并结合5年生子代测定林生长状况的分析,研究马尾松广东家系对低磷胁迫的适应能力。结果表明:与一代种子园优良自由授粉家系相比,广东产地马尾松各家系总体上具有较好的适应低磷胁迫的能力,同时也存在着显著的家系变异。在参试的9个马尾松家系中,185,337,33和67家系表现较好,在苗高、地径和干物质量积累,以及根系参数和主要磷效率指标等方面都明显优于其他家系。在低磷胁迫环境下,337、185、67、336和33等高磷效率家系的根系主要参数也明显高于其他家系,表明整体根系参数的适应性变化是磷效率和生物量形成的决定因素。相关分析发现,这些性状之间具有显著或极显著的相关性,相关系数达到了0.700～0.999之间。通过苗期大田生长回溯相关分析发现,最重要的苗期磷效率指标干物质积累量,与大田条件下的树高性状均呈显著（p0.05）相关,而与材积性状仅达到0.10水平的相关（p0.1）。这一结果表明,通过马尾松家系的苗期磷效率指标,能预测大田生长条件下马尾松的部分生长性状,但尚不能较好地预测全部生长性状。本实验结果揭示,可以通过开展磷效率苗期盆栽试验来鉴定和筛选高磷效率马尾松家系,缩短林木遗传改良的选育周期,提高育种效率。  相似文献   

7.
不同作物对低磷胁迫的适应机理研究   总被引：36，自引：3，他引：36  
溶液培养和砂培试验研究表明 ,低磷条件下 ,作物主要通过减小根半径、提高根冠比、增加根系比表面积、提高体内有机酸总量及酸性磷酸酶活性等来实现对低磷胁迫的适应。不同作物对低磷胁迫的适应能力不同。不同作物根分泌物对难溶性磷的活化量及作物对难溶性磷的吸收量为象草 肥田萝卜 猪屎豆。难溶性磷对作物有效性大小为铝磷 铁磷 磷矿粉。难溶性磷的有效性越低 ,作物的根冠比越大 ,养分从作物根部转移到地上部的比例越小。缺磷胁迫明显诱导作物体内有机酸总量的增加和酸性磷酸酶活性的上升。作物不同部位有机酸总量与酸性磷酸酶活性大小为叶片 茎部 根系  相似文献   

8.
对甘蓝型油菜磷高效品种B56和磷低效品种B10苗期根系生长状况、根系磷吸收动力学参数和根系分泌酸性磷酸酶特性进行了比较研究。结果表明,在两种供磷条件下,B56的吸磷量均显著高于B10,磷高效品种与磷低效品种相比,B56具有较大的根干重、根长、根表面积和侧根数量。缺磷胁迫条件下,B56的根系磷吸收动力学参数Km显著低于B10;而在正常供磷条件下,两个品种的最大吸收速率Im ax和Km没有显著差异。缺磷条件下,B56的根系分泌酸性磷酸酶活性显著高于B10。  相似文献   

9.
【目的】豆科与禾本科间作体系中对磷有效性的影响主要集中在根系分泌物的活化作用,由根际沉淀引起的土壤碳含量与磷酸酶活性变化及其对红壤磷有效性的影响机制尚不清楚。【方法】本研究以间作玉米大豆为研究对象,设置根系完全分隔、尼龙网分隔、不分隔3种方式,在0、21.83、43.67、65.50和87.34 P mg kg-1（分别记为P0、P1、P2、P3和P4）磷肥施用水平下进行盆栽试验,研究根系分隔方式对间作玉米大豆根际土壤微生物量碳（MBC）、溶解性有机碳（DOC）、根际土壤有机碳（ROC）、酸性磷酸酶活性（ACP）、碱性磷酸酶活性（ALP）、速效磷和Hedley磷组分的影响。【结果】相比完全分隔,根系不分隔可提高玉米和大豆根际土壤MBC含量,显著降低玉米根际土壤DOC含量,低磷水平（P0、P1）时显著提高大豆DOC含量,显著提高玉米（仅在低磷时）和大豆根际土壤ACP活性,低磷时显著提高大豆根际土壤ALP活性。除玉米活性磷组分外,根系分隔方式对间作玉米大豆根际土壤速效磷、磷组分有显著或极显著影响。根系不分隔较完全分隔可通过降低大豆根际活性无机磷（Pi）(P0除外)和中活性Pi从而提高玉米根...  相似文献   

10.
低磷胁迫下箭筈豌豆和毛叶苕子根际过程的差异比较   总被引：2，自引：1，他引：1  
采用我国北方两个豆科绿肥品种: 箭筈豌豆（Vicia sativa L.）与毛叶苕子（Vicia villosa Roth）,在控制条件下通过不同供磷处理的营养液培养,研究了不同绿肥作物适应低磷胁迫根际过程的差异,并揭示其高效利用磷的机理。试验通过分次取样的方法,测定了两种豆科作物在缺磷与供磷条件下的生物量、根系质子释放速率、根系有机酸分泌速率以及根表酸性磷酸酶活性的动态。结果表明,箭筈豌豆与毛叶苕子在生长前期对低磷胁迫的响应存在明显差异。箭筈豌豆主要靠增大质子释放量和提高酸性磷酸酶活性来适应低磷胁迫; 而毛叶苕子主要通过提高根冠比、扩大根系生物量来对外界环境中的缺磷状况做出响应,在缺磷时其根表酸性磷酸酶的活性显著提高。箭筈豌豆与毛叶苕子可通过协调根系形态和生理的适应性变化提高对磷的吸收。  相似文献   

11.
磷水平对不同基因型玉米苗期磷吸收利用的影响   总被引：5，自引：1，他引：5  
以齐319(对照)和来源于齐319的耐低磷突变体99037和99106为材料,在1mol/L和1000mol/L.KH2PO4两个磷水平下,通过水培实验研究了磷水平对不同基因型玉米磷吸收、利用和酸性磷酸酶活性的影响。结果表明,低磷条件下三个自交系的根冠比均显著增加,植株磷含量明显降低,生物量显著减小,磷利用效率和酸性磷酸酶活性大大提高。但不同基因型间存在显著差异,自交系99037与齐319相比具有植株磷浓度低、磷素再利用能力强、磷利用效率和净吸收量高等特征,是自交系99037磷高效的可能机理。  相似文献   

12.
氮素添加和干旱胁迫下白羊草碳氮磷化学计量特征   总被引：1，自引：1，他引：0  
【目的】氮素和水分是干旱半干旱区生态系统的主要限制因子,研究两者交互作用对干旱半干旱区植物碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征的影响有助于深入了解干旱半干旱生态系统对全球变化的响应。【方法】以黄土丘陵区退耕地典型草本植物白羊草（Bothriochloa ischaemum）为研究对象,采用盆栽控制试验,设置添加氮0（对照）、2.5 g/（m2a）（低氮）、5.0 g/（m2a）（高氮）三个水平;供水处理设75%~80% FC（充分供水）、55%~60% FC（轻度干旱胁迫）和35%~40% FC（重度干旱胁迫）三个水平。测定了白羊草地上部分和根系碳氮磷含量,讨论了氮素和水分供应对其化学计量特征的影响。【结果】氮素添加和干旱胁迫对白羊草地上部分和根系碳含量无显著影响,氮素添加使白羊草地上部分氮含量提高9.7%~48.8%（P 0.001）,而干旱胁迫使其降低2.8%~28.3%（P 0.001）。氮素添加和干旱胁迫对白羊草根系氮含量的影响表现为正常水分条件下氮素添加使根系氮含量提高25.0%~26.1%（P 0.01）,而干旱条件下氮素添加无显著作用。氮素添加和干旱胁迫使白羊草地上部分磷含量分别降低17.4%~31.8%和12.0%~22.1%（P 0.001）。氮素添加和干旱胁迫对白羊草地上部分C:N的影响表现为在干旱胁迫条件下氮素添加使地上部分C:N降低24.9%~32.9%（P 0.05）,在正常供水条件下氮素添加无显著影响。氮素添加对根系部分C:N有显著影响,在正常供水条件下氮素添加使根系部分C:N降低19.8%~24.5%（P 0.05）。氮素添加和干旱胁迫使白羊草地上部分C:P分别提高24.4%~42.3%和12.2%~31.0%（P 0.001）,对根系C:P无显著影响。氮素添加显著提高白羊草地上部分N:P,干旱胁迫对白羊草地上部分N:P无显著影响。氮素添加和干旱胁迫对白羊草根系部分N:P表现为在正常供水条件下氮素添加使根系部分N:P提高26.8%~54.8%（P 0.05）,在干旱胁迫条件下氮素添加无显著影响。【结论】氮素添加条件下白羊草C:P和N:P的提高表明氮沉降增加一定程度上改善了土壤供氮状况,进一步加剧了磷素限制作用。氮素增加条件下干旱胁迫对N:P无显著影响,表明白羊草的生长将逐渐受到氮素和磷素的共同限制。  相似文献   

13.
Secretion of acid phosphatase (APase) from the roots to take up phosphorus (P) is a well-known strategy of plants under P-deficient conditions. White lupin, which shows vigorous growth in low-P soils, is noted for its ability to secrete APase under P-deficient conditions. The APase secreted by white lupin roots is stable in soil solution and shows low substrate specificity, suggesting that genetic modification of plants using the APase gene LASAP2 might improve their ability to use organic P. The objective of the present study was to evaluate the potential of LASAP2 transgenic plants to increase organic P utilization. Dry matter production and P accumulation were higher in LASAP2 transgenic tobacco plants grown in gel media containing soluble phytate as the sole P source than in wild-type tobacco plants. Phosphorus uptake by the transgenic plants also increased in soil culture conditions. LASAP2 was apparently more effective in the liberation of organic P, including phytate, in the soil than the native tobacco APase. Thus, the enzymatic stability of LASAP2 in the soil appears to be an important factor for P acquisition.  相似文献   

14.
玉米根系对局部氮磷供应响应的基因型差异   总被引：4，自引：2，他引：2  
【目的】土壤养分具有异质性,揭示不同基因型玉米根系对于养分异质性的响应规律,对提高不同玉米品种氮、磷利用效率具有重要意义。 【方法】本试验在水培条件下,利用分根系统研究3个玉米杂交种苗期根系对氮、磷两种养分局部供应响应的基因型差异。 【结果】根系对局部供氮的响应存在基因型差异,浚单20和中农玉99侧根生长对局部供氮的响应较敏感,显著提高了局部供氮（+N）一侧的侧根长,增幅达到79%、50%,而NE15无显著响应;浚单20和中农玉99主要提高了+N一侧直径大于0.12 mm的侧根长度。根系生长对于局部供磷（+P）的反应同样存在基因型差异,NE15显著提高+P一侧根系生物量和轴根长,增幅达到38%和24%,中农玉99显著提高+P一侧的侧根长达到35%;在+P侧,浚单20主要增加了直径大于0.12 mm的侧根长度,NE15主要增加直径介于0.12~0.24 mm的侧根长度,而中农玉99主要增加直径小于0.12 mm的极细侧根长度。局部供氮对3个品种侧根生长的促进作用强于局部供磷,而对缺氮一侧根系生长的抑制作用均大于缺磷一侧。不同玉米基因型苗期根系生物量、侧根长（尤其是直径>0.12 mm的侧根）对于局部供应氮、磷存在显著的互作效应,局部供氮对浚单20的侧根生长（尤其是直径>0.12 mm的侧根）的促进作用显著高于局部供磷,而NE15的根系生长（尤其是根系生物量）对局部供磷的响应强度大于局部供氮。 【结论】对于不同养分特性的玉米杂交种,苗期根系对局部供应不同种类养分的响应存在显著的基因型差异,在生产中可以针对品种特性采取不同的施肥措施,以便发挥其生物学潜力。  相似文献   

15.
不同氮水平下玉米苗期根系形态和氮吸收量的 QTL 定位   总被引：4，自引：2，他引：2  
【目的】玉米的根系形态与氮素吸收能力关系密切,利用单片段代换群体对玉米苗期根系形态相关性状和植株氮吸收量进行 QTL 定位,可为进一步精细定位并克隆控制玉米低氮下优异根系形态和氮吸收的主效 QTL 奠定基础。【方法】以氮效率差异显著的两亲本许 178 和综 3 构建的 150 个玉米单片段代换系 (SSSL) 群体作为研究材料,进行水培试验。以 Ca (NO3)2 作为氮源,设置高氮 (4 mmol/L NO3– )和低氮 (0.05 mmol/L NO3– ) 两个处理,培养 20 d 后分根、冠收获植株,测定生物量和氮含量。通过 WinRHIZO 根系分析系统获得根系的总根长、根表面积、根体积、根直径和根尖数等指标。根据代换系与亲本许 178 表型值的 T-test 结果,利用该群体 SSR 遗传连锁图谱,在 P ≤ 0.001 条件下定位所调查性状的 QTL。【结果】高氮条件下 SSSL 群体除了根直径与总根长和根尖数没有显著相关性以外,其它各性状之间均显著或极显著正相关,并且植株氮吸收量也与根系各性状呈显著或极显著正相关;低氮条件下,除了根直径以外,植株氮吸收量与其他根系性状均呈极显著正相关,并且地上部和根部氮累积量均与根表面积的相关性最大。在高氮条件下共检测到 102 个 QTL 位点,包括 40 个根形态相关 QTL、34 个植株生物量 QTL 和 28 个氮吸收量 QTL;在低氮条件下共检测到 85 个 QTL 位点,包括 47 个根形态 QTL、22 个植株生物量 QTL 和 16 个氮吸收量 QTL。所检测到的根形态相关 QTL 与生物量和氮积累量 QTL 成簇存在,同一 QTL 区间多同时检测到根形态 QTL 和氮吸收量 QTL。高氮条件下,在代换系 1428、1376、1282、1266 和 1473 的代换区间上检测到高氮特异的 QTL 簇,同时包括多个根形态和氮吸收量 QTL,贡献率从–43% 到 84%。低氮下,在代换系 1419 和 1314 的代换区间上同时检测到低氮特异的多个根形态和氮吸收量 QTL,贡献率从–32% 到 55%。【结论】单片段代换系 1419 和 1314 所包含的代换片段 bnlg182—bnlg2295 和 umc1013—umc2047 检测到多个低氮特异的 QTL,并且这两个区间在前人的研究中均有玉米氮效率相关 QTL 检测到,说明该区间包含有玉米根系形态和氮吸收量的主效 QTL,在玉米氮高效吸收中可能起重要作用。  相似文献   

16.
磷肥减施对玉米根系生长及根际土壤磷组分的影响   总被引：5，自引：1，他引：4  
【目的】 我国农业过量和不合理施用磷肥现象普遍存在,导致磷资源的浪费,对环境也造成潜在威胁。研究减少磷肥用量对玉米产量、根系形态及根际中磷转化特征的影响,为集约化农业生产体系中磷肥合理施用提供技术基础。 【方法】 在河北省衡水小麦玉米轮作体系下连续三年进行了田间试验,在冬小麦季设置4个P2O5用量处理:0、112.5、150.0、187.5 kg/hm2,收获后在原处理小区免耕播种夏玉米。利用WinRHIZO根系分析系统分析获取根长、直径等数据,测定玉米籽粒产量、生物量和地上部磷含量及根际土壤中磷形态等指标。 【结果】 与农民习惯磷肥用量(P2O5187.5 kg/hm2)相比,3年磷肥用量减施20%~40%处理(P2O5150和112.5 kg/hm2),玉米籽粒产量、根系长度与直径和土壤有效磷含量尚未发生明显变化。但3年不施磷处理,根际土壤有效形态磷含量和玉米籽粒产量开始出现下降趋势。2009年和2010年玉米收获期,不施磷肥处理根际土壤有机磷含量低于非根际土壤。2008年玉米苗期和收获期土壤有机磷分组中,中等活性有机磷含量最高;磷肥减施20%~40%处理苗期根际中中等活性有机磷含量显著低于非根际土壤。土壤无机磷形态分组研究发现:从玉米苗期到收获期,各磷肥处理根际和非根际土壤中Ca2-P下降明显;而不同磷肥处理间土壤中Ca10-P、Ca8-P、O-P (闭蓄态磷)、Al-P和Fe-P含量差异不显著。减施磷肥处理2008年玉米苗期根际土壤微生物量P含量较非根际土壤高;与习惯施肥量相比,磷肥减施未明显降低根际土壤微生物量磷。 【结论】 在华北小麦玉米轮作种植体系下,在土壤肥力水平较高地区,连续3年将小麦季磷肥的习惯用量减少20%~40%,对夏玉米产量、根系形态以及根际土壤无机磷、有机磷、微生物量磷含量影响尚不明显,因此,该地区磷肥施用量可从习惯用量的P2O5180 kg/hm2减至112.5 kg/hm2。  相似文献   

17.
Because low-phosphorus (P) availability limits citrus growth, rootstocks with a relatively high capacity for P uptake are desirable. An experiment was conducted with trees on Cleopatra mandarin (CM) and Rangpur lime (RL). Treatments consisted of P rates (20, 40, and 80 mg kg?1 of soil) applied in soil layers of 0–0.30 m and/or 0.31–0.60 m, besides an unfertilized control. The P fertilization increased root and shoot growth, and P nutrition was improved as indicated by greater leaf P concentration, P uptake, and P root uptake efficiency (PUE). The P applied in both soil layers improved shoot growth, P uptake, and PUE. Trees on RL took up 23–126% more P and had root systems with greater growth and PUE compared to those on CM. Thus, P uptake by citrus trees in low-P soils can be improved by augmenting the depth of fertilizer application and the use of more adapted rootstocks.  相似文献   

18.
不同供磷水平对饭豆体内铁有效性的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  
采用溶液培养试验研究了低铁条件下（1 μmol/L FeEDTA）不同供磷水平P 3、30和300 μmol/L对饭豆叶绿素含量、生物量、铁含量以及质外体铁的影响。结果表明,饭豆叶片叶绿素含量及根系干重均随磷处理浓度的增加而显著降低; 低磷处理的植株地上部的铁含量明显高于中磷和高磷处理。随着供磷水平的增加,地上部和根系总铁量的比值呈降低趋势,说明铁由根系向地上部的转运显著减少,从而加剧了植株缺铁症状。进一步分析发现,低磷处理的根系质外体铁含量显著低于中磷和高磷处理。说明在铁吸收过程中,供磷水平增加促使铁在根系质外体空间中的固定,不利于根系中的铁转运至地上部,这可能是磷是对铁产生拮抗作用造成植物铁营养不利的原因之一。  相似文献   

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