大麥鉀高效基因型篩選及其生理機(jī)制研究.pdf

1、我國(guó)耕地嚴(yán)重缺鉀和一般缺鉀面積已達(dá)2270萬(wàn)hm2，約占全國(guó)耕地面積的23％，由此引起的作物缺鉀已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中比較普遍的問題，限制了作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，這在我國(guó)大麥生產(chǎn)區(qū)越來越嚴(yán)重。傳統(tǒng)的解決方法是大量施用鉀肥，這已經(jīng)使我國(guó)鉀肥資源急劇短缺，導(dǎo)致近年來我國(guó)的鉀肥資源供需矛盾日益突出。因此，利用作物本身的遺傳多樣性，挖掘作物自身的潛力來提高鉀效率，篩選和培育耐低鉀高產(chǎn)大麥基因型，可以在一定程度上緩解我國(guó)鉀肥資源短缺的現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，

2、結(jié)合盆栽試驗(yàn)，探討大麥不同鉀效率基因型鉀素吸收利用差異，以揭示大麥鉀高效基因型的吸鉀特性以及生理特性。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.通過土培盆栽試驗(yàn)，對(duì)56個(gè)大麥品種進(jìn)行鉀素吸收利用差異比較。結(jié)果表明：大麥植株鉀積累量和鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)指數(shù)變異系數(shù)均較大，品種差異明顯；且鉀積累量和鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)指數(shù)在整個(gè)生育期與生物量的相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)均達(dá)極顯著水平；以鉀積累量和鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)指數(shù)為篩選指標(biāo)，以及成熟期的鉀素生產(chǎn)效率和鉀素收獲指

3、數(shù)，通過聚類分析，獲得了鉀高效基因型(Sandrime)和鉀低效基因型(ACWestech)；兩基因型間的差異主要體現(xiàn)在對(duì)鉀素的吸收和利用能力上，均為鉀高效基因型極顯著強(qiáng)于低效基因型，且表現(xiàn)穩(wěn)定，其中鉀積累量、鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、鉀素干物質(zhì)生產(chǎn)指數(shù)、生物量的基因型差異在分蘗期、抽穗期和成熟期分別達(dá)1.5～1.8倍、1.4～2.3倍、2.1～3.9倍和1.7～2.1倍；且在成熟期時(shí)，鉀高效基因型籽粒產(chǎn)量、鉀素利用效率和鉀素收獲指數(shù)分別是低

4、效基因型的2.83、2.60和2.56倍。
　　 2.通過土培盆栽試驗(yàn)，對(duì)大麥鉀高效基因型物質(zhì)生產(chǎn)和鉀素積累、分配特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明：低鉀脅迫下（K60mgkg-1土），鉀低效基因型缺鉀癥狀比高效基因型嚴(yán)重，表明高效基因型耐低鉀能力較強(qiáng)；高效基因型根冠比小于低效基因型，而干物質(zhì)量卻顯著大于低效基因型，尤其在正常鉀處理下（K120mgkg-1土），高效基因型干物質(zhì)量在分蘗期、拔節(jié)期和抽穗期比低效基因型分別高出107％、46％和

5、58％；植株根、莖、葉含鉀量均表現(xiàn)為高效基因型小于低效基因型，但由于高效基因型生物量較大，鉀積累量則表現(xiàn)為高效基因型更大，基因型差異也在上述三個(gè)生育期的正常鉀處理下（K120mgkg-1土）達(dá)最大，分別為1.65、1.42和1.43倍。在各種鉀水平下，高效基因型地上部鉀素的分配比例均大于低效基因型，表明高效基因型鉀素轉(zhuǎn)移能力較強(qiáng)。
　　 3.通過土培盆栽試驗(yàn)，對(duì)大麥鉀高效基因型生理特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：大麥鉀高效基因型San

6、drime根系還原力小于低效基因型ACWestech，并隨鉀水平的提高，高效基因型根系還原力的變化趨勢(shì)不及低效基因型明顯；兩基因型葉綠素含量在正常鉀處理下(K120mgkg-1土)達(dá)最大值，且高效基因型含量大于低效基因型；SOD活性表現(xiàn)為鉀高效基因型強(qiáng)于低效基因型，在苗期、分蘗期、拔節(jié)期和抽穗期基因型差異最大分別為2.74倍、3.26倍、1.68倍和1.29倍；而POD活性則表現(xiàn)為高效基因型弱于低效基因型，在各種鉀水平下均達(dá)顯著差異，其