根构型分析在豆科作物磷效率研究中的应用

本文对根构型的概念、根构型的研究方法及豆科作物根构型与磷效率的关系进行了论述.初步研究表明,豆科作物根构型的一些指标(根重、根长、根吸收面积等)与磷效率具有较好的相关性.建议拟合具有普遍意义的根构型综合指标,指导豆科作物磷效率遗传性状改良.     

不同供磷条件下大豆根构型的适应性变化

根系的许多指标 (如根长、根质量、根吸收面积等 )与作物磷效率具有较好的相关关系 .Ｂｏｎｓｅｒ等[1] 发现菜豆磷效率的遗传变异与根的构型有关 ,根的空间构型可能是菜豆吸收磷的一个重要影响因素 .但在大豆的研究上至今还鲜有报道 .本研究将以 2个大豆基因型为材料 ,通过特殊设计的营养袋纸培系统 ,结合计算机图象分析技术 ,定量测定大豆根构型在低磷胁迫及局部供磷条件下的适应性变化及其基因型差异 ,为通过遗传改良根构型来提高磷吸收效率提供依据 .1　材料与方法供试大豆 [Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ (Ｌ .)Ｍｅｒｒｉｌｌ]基因型为广州大…     

不同根构型大豆对低磷的适应性变化及其与磷效率的关系

 【目的】探讨土壤低磷胁迫下大豆的根形态、构型适应性变化的基因型差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【方法】采用具有不同根构型和磷效率的51个大豆品种,分别在广东省博罗县和英德县两个试验点的酸性缺磷红壤上,分春播和夏播两个季节进行田间试验,测定低磷、高磷处理下根形态、构型的差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【结果】低磷处理下供试大豆基因型间生物量和产量具有极显著的基因型差异;供试大豆基因型的根形态、构型与磷效率密切相关,浅根型大豆根系具有合理的三维空间分布和较长的总根长,其磷效率和产量最高;低磷条件下,浅根构型和深根构型的大豆基因型根构型可塑性最小,中间根构型的大豆供试材料根构型最不稳定,可塑性最大。【结论】缺磷是供试酸性红壤上大豆生长的主要限制因子之一,大豆具有适应低磷土壤的遗传潜力;土壤中磷的有效性等环境因素对根构型具有调节作用;具有较好根形态构型的大豆基因型有利于从耕层土壤中吸收有效磷和其它养分,其产量和磷效率均较高。     

不同柱花草绿肥种质磷含量差异研究

柱花草是世界热区重要的绿肥与牧草兼用的豆科作物。作为豆科绿肥,磷含量是影响绿肥品质的重要指标。本文对134份柱花草绿肥种质的磷含量进行了分析评价,结果表明,供试的134份柱花草绿肥种质有133份种质磷含量在0.3%以下,这些柱花草的磷含量达到四级有机肥磷含量标准,仅有1份柱花草种质的磷含量高于0.3%,其磷含量达到三级有机肥磷含量标准。     

不同磷效率基因型大豆根际微生物特性研究

对6种不同磷效率基因型大豆生物量、苗期根际微生物以及它们之间的关系进行了研究，结果表明：大豆基因型磷效率(PPER)与单粒大豆种子重量(SSW)有关，且不同磷效率基因型大豆在苗期出现了根际微生物数量比根外微生物数量相对少的趋势，但不同基因型大豆其根际微生物的根际效应与磷效率的高低关系不明显。相关分析表明，根际放线菌数量与不同磷效率大豆基因型的若干性状有很大相关关系。     

不同供磷水平对韭菜根构型及酸性磷酸酶活性的影响

采用水培法,以4个不同基因型韭菜品种为试材,研究了低磷胁迫下根系形态适应性变化与磷效率的关系及低磷胁迫对根、叶酸性磷酸酶活性的影响。结果表明,在无磷条件下,791雪韭和甜脆791根生长角度变得更小,一代杂交和久星2号的根角明显大于正常供磷环境。在无磷时,791雪韭和甜脆791根比一代杂交和久星2号长,说明791雪韭和甜脆791这两个耐低磷基因型品种在磷胁迫条件下仍有强大的生长能力。无磷条件下,激发了791雪韭和甜脆791的根部活力,增加根毛数量,加速了养分循环,而一代杂交和久星2号的根毛数量有所减少,不能摄取足够的养分,使根系活力下降。791雪韭和甜脆791根、叶中酸性磷酸酶活性在无磷水平下显著高于P2O5含量320μmol/L的水平,一代杂交次之,增加最小的是久星2号。     

大豆根形态和根分泌物特性与磷效率

通过土培和水培试验 ,对不同大豆品种进行了根系形态及根分泌物的比较研究 结果表明 :大豆在耐低磷特性方面存在着一定的品种差异 ,其中大豆品种南雄 36号有较高的耐低磷能力 ,在低磷 (P0 )胁迫条件下其苗期整株生物量为 1 5 0g/株 ,显著高于博罗 5 8号 (0 92g/株 )和博罗 61号 (1 0 3g/株 ) 在不同磷处理下 ,大豆的根冠比、主根长、总吸收面积和活跃吸收面积有变化 ,但品种间缺乏明显一致的规律性 ,表明这些性状不一定适合作为大豆磷效率比较的特异性指标 磷胁迫时大豆总酸和H+的分泌量较正常供磷条件下高 ,其中南雄 36号在磷胁迫时总酸分泌量为 0 93μmol·g-1·h-1,显著高于博罗 5 8号 (0 60 μmol·g-1·h-1)和博罗 61号 (0 63μmol·g-1·h-1) 此外 ,南雄 36号在低磷胁迫下草酸和乳酸分泌量均显著高于另外 2个品种 ,表明该品种对活化土壤中难溶性磷有一定的遗传潜力 ,具有较高的磷效率     

不同供磷水平对柱花草和黑籽雀稗根际生理活性的影响

以热带柱花草和黑籽雀稗为材料,通过盆栽试验,研究不同磷水平对其根际酸性磷酸酶、微生物数量及根系活力的影响。结果表明：2种牧草根际酸性磷酸酶（ACP）活性随着磷浓度的增加而降低,在低磷（P0）处理时达最高,柱花草的ACP活性为603.24 mg/（kg.h）,黑籽雀稗为367.21 mg/（kg.h）。当高磷浓度处理时,柱花草根际ACP活性较黑籽雀稗低。各处理中,柱花草的根际微生物总量较黑籽雀稗高,柱花草根际真菌的数量随磷浓度的增加而减少,处理间差异达极显著水平,低磷处理时土壤真菌数量较多,这有利于根瘤菌的形成。2种牧草的根系活力随着施磷浓度的增加而递减。黑籽雀稗根系活力P0处理极显著高于P3和P4处理,显著高于P2处理。黑籽雀稗根系活力受供磷水平的影响大于柱花草。     

3种柱花草磷营养特性研究初探

[目的]探索磷对柱花草的影响。[方法]利用盆栽试验,研究了热研2号,热研5号和热研13号3种柱花草牧草在磷水平为0(P0)、0.2(P1)、0.8(P2)、1.6(P3)g P2O5/kg土条件下的生长和养分吸收情况。[结果]结果表明,磷促进了柱花草的生长、植株干物质积累和植株对磷和氮量的吸收。综合考虑各生长指标,选择P2水平,即0.8 g P2O5/kg土作为最佳磷水平。而3种柱花草中,热研二号柱花草相对来讲是最优的品种。[结论]适量的磷对柱花草的生长具有一定的促进作用。     

柱花草适应酸性缺磷土壤的基因型差异及可能的生理机制

通过田间和水培试验,探讨了柱花草适应酸性缺磷土壤的基因型差异及其可能的生理机制. 田间试验表明,12个供试柱花草对酸性缺磷土壤的适应性具有显著的基因型差异,并且这种差异主要来自于磷效率的高低. 其中头状柱花草(Capitata)、马弓形柱花草(Fine stem)、Mineirao柱花草(Mineirao)和CIAT1517柱花草(CIAT1517)属于磷低效不敏感型;热研2号柱花草(Reyan2)、热研5号柱花草(Reyan5)、GC1581柱花草(GC1581)和TPRC2001-1柱花草(TPRC2001-1)属于磷高效敏感型;西卡柱花草(Seca)属于磷高效不敏感型,有钩柱花草(Verano)、灌木柱花草(Seabrana)和TPRC2001-2柱花草(TPRC2001-2)表现不稳定. 在田间试验结果的基础上,挑选出适应性差异较大的TPRC2001-1、Fine stem和Verano进行水培试验,结果发现,在水培条件下,柱花草的磷效率和磷吸收效率具有明显的基因型差异,而磷利用效率基因型间差异不显著. 此外,虽然低磷胁迫能显著提高供试柱花草叶部和根部酸性磷酸酶的活性,但其基因型差异不显著. 表明柱花草对酸性缺磷土壤的适应性具有显著的基因型差异,并且这种差异主要来自磷吸收效率,而与酸性磷酸酶活性等磷利用效率指标没有直接的相关关系.     

温度胁迫对柱花草萌芽特性的研究

研究不同柱花草(Stylosanthes spp.)种子在不同温度胁迫环境下的萌发特征。结果表明,随着温度上升,柱花草的发芽率、发芽势、发芽指数呈现先上升后下降的趋势。确定柱花草萌芽的最适昼夜温度为30℃/20℃,光照周期8 h/16 h。在同一温度下,发芽率的大小依次为热研18号>热研20号>热研2号>热研5号柱花草。     

低磷胁迫下不同磷效率基因型棉花的根系形态特征

【目的】从根系形态变化的角度阐述磷高效基因型棉花对低磷胁迫的响应特征及适应机理,为找出影响棉花磷素吸收的主要因子和通过根系塑性提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据。【方法】以磷高效基因型棉花品种新海18号（XH18）、中棉所42号（CCRI-42)、新陆早19号（XLZ19）和磷低效基因型棉花品种新陆早13号（XLZ13）、新陆早17号（XLZ17）为材料,通过特殊土培系统,研究不同磷效率棉花在不同磷水平下（低磷胁迫0、正常供磷150 kg·hm^-2）根系形态及其与植株磷素吸收的关系。【结果】低磷胁迫显著降低棉花生物量和磷累积量,其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低效基因型的1.21-2.08和1.35-1.91倍。施磷可显著增加土壤中Olsen-P含量。低磷胁迫下各基因型棉花品种Olsen-P较适磷条件显著降低,且磷高效基因型棉花降低幅度大于磷低效。在低磷胁迫条件下,磷高效基因型棉花品种在0-25 cm土层中土壤Olsen-P浓度低于磷低效,较磷低效基因型XLZ13和XLZ17分别平均降低了21.1%和30.1%。棉花的总根长、总根表面积、总根体积、平均根系直径在低磷胁迫下显著降低,其中磷高效基因型棉花在各施磷水平下的总根长、总根表面积、总根体积分别为低效基因型的1.54-1.97、1.52-1.92、1.47-1.84倍。低磷胁迫下,磷高效基因型棉花比根长、比根表面积和比根体积均显著大于磷低效基因型棉花品种,分别为低效基因型的1.10-1.25、1.07-1.22、1.01-1.16倍,而平均直径显著低于磷低效基因型,为磷低效基因型的34.2%-70.2%;主成分分析表明,总根长、总根表面积、总根体积、根干质量、中根长、粗根长受基因型差异的影响较为明显,是区分两类磷效率基因型棉花根系形态差异的主要指标。一般线性模型方差分解结果表明,总根长、总根表面积、总根体积、中根长、粗根长等根系参数是植株磷素吸收的重要影响因子。【结论】磷高效基因型棉花可较大幅度增加细根比例,降低根系总体细度,促使比根长增加,提高根系的构建效率,以适应低磷胁迫。     

柱花草航天育种研究进展

综述了航天育种的历史、我国作物航天育种的主要成就、航天育种的原理、柱花草概述、航天育种在柱花草的应用等,并展望了柱花草航天育种应用前景。     

柱花草炭疽病菌的准确快速鉴定

采用常规组织分离法分离得到2个柱花草炭疽病菌致病性菌株,利用ITS通用引物ITS1／ITS4对炭疽菌rDNA—ITS进行扩增,电泳检测得到约500bp大小的目的条带,经过生物信息学分析2个菌株均为刺盘孢属胶胞炭疽病菌,且两者之间同源性达到99％,对其侵染能力进行检测,5个柱花草品系的抗病性有所不同。     

磷对3个甘蔗品种(系)根系形态及磷效率的影响

探索磷对甘蔗生长的影响,为发掘磷高效甘蔗品种提供依据。以ROC10、ROC22和云蔗05-194为材料,采用沙培法种植,设低磷和高磷两个处理,研究3个甘蔗品种（系）的生长、根系形态、根系活力和根系磷效率。结果表明：与低磷处理相比较,高磷水平下ROC22和云蔗05-194的株高增加6.91%、34.99%,植株干质量增加22.59%、44.92%。在低磷水平下ROC10的株高、植株干质量、根长、根表面积、根体积比高磷水平下分别增加19.08%、20.37%、68.90%、74.48%、99.62%。本研究表明,在低磷处理下,ROC10的根系和植株生长较好,表现为相对耐低磷品种。     

不同磷水平下4种柑橘砧木的生长状况、根系形态和生理特性

【目的】探索不同磷水平对柑橘砧木生长和根系形态及其相关生理特性的影响,为发掘磷高效柑橘砧木提供科学依据。【方法】以贵州喀斯特山地分布的野生宜昌橙(Citrus ichangensis Swingle)、酸橙(C.aurantiumL.)、白?檬(C.limonia Osbeck)和栽培种枳(Poncirus trifoliata Raf.)为材料,采用砂培方法研究不同磷水平(5、25和45 mg·L-1)下4种柑橘砧木的生长及生物量大小、根系形态特性、叶片和根系的酸性磷酸酶(Apase)及硝酸还原酶(NR)活性、根系分泌性酸性磷酸酶(SAPase)活性和根系的磷吸收动力学参数。【结果】在5 mg·L-1磷水平下,宜昌橙生长发育受到的抑制较小,其次为白?檬和酸橙,对枳的抑制最强。当营养液中磷浓度达到25mg·L-1时,宜昌橙和白?檬的株高、基径及鲜重和干重生物量、根系总长、总表面积、总体积和根尖数达到最大,5 mg·L-1的处理次之,45 mg·L-1的处理最小。随营养液中磷浓度的提高,酸橙和枳的上述指标和根冠比随之增大,宜昌橙和白?檬的根冠比则随之变小。在低磷条件下,宜昌橙的侧根粗度、二级侧根数量及密度和根冠比最大,叶片NR活性强弱顺序为宜昌橙白?檬酸橙枳,根系的NR活性强弱顺序为酸橙白?檬宜昌橙枳。不同砧木叶片和根系NR活性随供磷水平降低而明显减弱。在低磷胁迫下,砧木叶片及根系的APase活性和根系的SAPase活性响应强弱顺序为宜昌橙白?檬酸橙枳。在低磷条件下,宜昌橙的Imax大于白?檬、酸橙和枳,而Km和Cmin比白?檬、酸橙和枳的小。【结论】宜昌橙忍耐低磷胁迫的能力强,在低磷条件下根系形态和生理的适应性机制响应比其他3种柑橘砧木更加明显,表现出较强的磷吸收动力学特性。     

利用木霉防治丹参根腐病的研究

丹参根腐病是由腐皮镰刀菌侵染引起的一种土传病害,近年来在四川的田间发病株率平均为10%～30%,严重影响到丹参的产量和品质。采集不同生态环境的丹参根际土样进行分离,获得对腐皮镰刀菌有明显拮抗作用的哈茨木霉T23、桔绿木霉T56等一批菌株。田间试验表明,T23、T56对丹参根腐病的防效分别为52 3%和55 7%,与多菌灵的防效相当。     

石油同甘蓝型油菜品种磷营养效率的差异研究

采用两步筛选法（即苗期干物质筛选和全生育期产量筛选）在酸性黄棕壤上对194个甘蓝型油菜品种进行了磷效率的筛选，本研究以磷效率系数来反映品种间的差异。将其定义为缺磷和加磷条件下的干物质量及产量等指标的比值（-P/ P），在苗期筛选时，设置两个处理（-P：0.010g/kg,d p:0.100g/kg，以纯养分计，下同），32d后收获，根据干物质量得到苗期磷效率系数，其变幅在0.050-0.615之间，呈正态分布，根据苗期长势长相从其中选出12个具有代表性的品种进入全生育期筛选，设置两个处理（-P：0.020g/kg, P:0.100g/kg)，收获得到菜籽产量，以产量效率系数（变幅在0.134-0.305之间）为基准，结合各品种在蕾期，花期，角累期，成熟期对磷营养的不同反应，最终确定甘蓝型油菜磷高效品种97081和磷低效品种97029。     

低温贮藏年限对柱花草种子活性的影响

为确定柱花草种子在低温条件下的安全贮藏年限,本研究以低温环境(5~7℃)下贮藏1~8 a的9份柱花草种子为实验材料,通过测定其发芽率、发芽指数、活力指数,对不同贮藏年限柱花草种子的萌发特性进行研究。结果表明:在5~7℃条件下,柱花草种子活力(发芽率、发芽指数、活力指数)随贮藏时间的增加而降低,西卡柱花草种子耐贮藏能力显著低于圭亚那柱花草,而圭亚那柱花草中TPRC90105柱花草种子最耐贮藏,TPRC90144柱花草种子最不耐贮藏。据试验结果确定,圭亚那柱花草种子低温条件下的贮藏年限应不超过5 a,而西卡柱花草种子应不超过4 a。该研究结果为柱花草种子的长期、安全贮藏提供了有力的理论依据。