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  

王祎  汤继华  付延磊  许恒  谭金芳  韩燕来 《植物营养与肥料学报》2017,23(4):942-956

【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   

适宜钾浓度降低小麦蚜虫密度的生理代谢机理   总被引：2，自引：1，他引：2  

付延磊  王祎  王宜伦  姜瑛  李培培  闫凤鸣  谭金芳  韩燕来 《植物营养与肥料学报》2017,23(4):1006-1013

【目的】从对植物基础代谢影响的角度,研究施钾降低麦株蚜虫密度的作用机理,为田间小麦蚜虫的生态调控提供科学依据。【方法】采用水培试验,设置5个钾水平（KCl 0.005、0.05、0.5、2、10 mmol/L）,每个钾水平均进行蚜虫侵染和不侵染处理,每个处理重复3次,并于麦株五叶一心时进行蚜虫侵染,将虫龄大小一致的成年无翅蚜虫接种在小麦的最新完全展开叶上,每株小麦用5头蚜虫侵染。然后,分别于蚜虫侵染4天和8天两个时间节点调查麦株蚜虫密度并取样,分析钾水平和蚜虫取食对小麦叶片游离氨基酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响。【结果】钾水平在0.005~0.5 mmol/L范围内,蚜虫侵染后第4天,单位干物质重的蚜虫密度随着钾水平的提高显著降低,进一步提高钾水平,蚜虫的群体密度差异并不显著;而在蚜虫侵染后第8天,蚜虫的群体密度随着钾水平的升高而显著降低。随着钾水平提高,未被蚜虫侵染的小麦植株其游离氨基酸含量呈降低趋势,而可溶性蛋白和可溶性糖含量则呈先升高后降低趋势;被蚜虫侵染的小麦植株其游离氨基酸和可溶性蛋白含量的变化趋势不变,而可溶性糖含量则呈持续增加趋势。同一测定时间与不接虫处理相比,接虫处理随着钾水平的提高,蚜虫侵染诱导的游离氨基酸和可溶性蛋白含量降低,而可溶性糖含量增加。两个时间节点相比,随时间推移,不接虫处理游离氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量的平均增幅分别为2.6%、18.1%、2.0%,而接虫处理上述指标平均增幅分别为67.3%、20.9%、22.9%,与不接虫处理相比,接虫处理麦株游离氨基酸和可溶性糖含量增幅较大。此外,蚜虫侵染诱导的游离氨基酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的增加量,都与相应时间节点的蚜虫群体密度显著或极显著相关,其中,接虫4天和接虫8天的相关系数分别为0.948、0.920、-0.908和0.944、0.985、-0.991。而组成型的可溶性蛋白和可溶性糖含量与相应时间节点蚜虫群体密度间相关性不显著,游离氨基酸含量却与之呈极显著正相关,接虫4和8天的相关系数分别为0.995和0.944。【结论】提高钾水平可能通过降低小麦组成型游离氨基酸的含量,降低蚜虫取食诱导型游离氨基酸和可溶性蛋白积累,提高诱导型可溶性糖的积累,共同降低麦长管蚜密度。  相似文献