甘藍型油菜磷高效的生理機制研究.pdf

1、磷是植物生長必需的大量營養(yǎng)元素。油菜是我國重要的油料作物,它需磷多,對缺磷敏感。因此,研究油菜耐低磷脅迫的生理機理,對油菜生產的合理施肥和磷營養(yǎng)性狀的遺傳改良具有重要的理論和實踐意義。本文在對甘藍型油菜重組自交系群體磷效率評價的基礎上,篩選出磷高效基因型102和磷低效基因型105,并以此為研究材料,采用根箱、土培、水培等方法,較系統(tǒng)地研究了不同磷效率基因型對低磷脅迫的適應性根形態(tài)變化和生理反應,探討了油菜磷高效的生理機制。獲得的主要研究

2、結果如下:
　　 1.甘藍型油菜磷高效、磷低效極端株系的篩選
　　 1.1采用兩批水培試驗對甘藍型油菜重組自交系的135個株系進行磷效率的評價,篩選出磷效率超親本的磷高效、磷低效的典型極端株系。
　　 1.1.1重組自交系各基因型的生長表型在低磷處理下存在顯著差異,地上部干重、根干重、根冠比、根長、磷吸收效率、磷利用效率均出現(xiàn)顯著的性狀分離,在群體中呈正態(tài)分布,部分株系有明顯的超親現(xiàn)象。
　　 1.1.2

3、相對地上部干重和根干重可以作為甘藍型油菜磷效率的主要評價指標。為了避免基因型本身遺傳因素的影響,應綜合考慮低磷處理下基因型的絕對差異。
　　 1.2采用土培試驗對初篩得到的典型極端株系的磷效率進行鑒定,獲得了極端磷高效基因型102和極端磷低效基因型105。
　　 2.以磷高效基因型102和磷低效基因型105為供試材料,較系統(tǒng)的研究了甘藍型油菜磷高效的生理機制
　　 2.1根系形態(tài):低磷處理下,磷高效基因型102擁

4、有較為發(fā)達的根系,其總根長、根表面積及根體積均顯著高于磷低效基因型105,為其從環(huán)境中吸收較多的磷、增加磷的吸收效率提供了基礎。
　　 2.2根系磷吸收動力學:低磷處理下,磷高效基因型102具有較高的磷凈吸收速率,且低磷預處理下的Imax顯著高于磷低效基因型105,而Cmin顯著小于磷低效基因型105,表明在低磷條件下,磷高效基因型的磷吸收速率較大,對低磷環(huán)境的耐性較強。
　　 2.3根系分泌的質子和有機酸:低磷處理下,

5、磷高效基因型102比磷低效基因型105根系分泌較多的質子和有機酸,從而具備較強的活化利用土壤難溶性無機磷的能力。
　　 2.4根系分泌的酸性磷酸酶:低磷處理下磷高效基因型102根系分泌的酸性磷酸酶活性顯著高于磷低效基因型105,表明其能夠水解礦化更多的土壤有機磷,因此吸收利用土壤有機磷的能力較強。
　　 2.5體內酸性磷酸酶活性:低磷條件下甘藍型油菜葉片酸性磷酸酶活性被誘導顯著升高,且與植株體內無機磷含量呈負相關。磷低效

6、基因型105的磷吸收效率較低,但具有較高的酸性磷酸酶活性,從而水解較多的體內有機磷,提高了磷的再利用效率。
　　 2.6光合特性和光合產物的差異:低磷脅迫下磷高效基因型102的光合作用較強,新葉中的蔗糖含量高于磷低效基因型105,而老葉中蔗糖無顯著差異；磷高效基因型102老葉中較高的Pi濃度能使葉綠體中的磷酸丙糖轉化為較多蔗糖并運往幼嫩器官,為植物生長提供較多的碳源。
　　 2.7體內磷轉運能力的差異:低磷處理下磷高效基

7、因型102的籽粒產量和磷累積量均高于磷低效基因型105,表明其能將吸收的磷較多的轉運分配到籽粒中。
　　 2.8低磷處理下,磷高效基因型102的磷利用效率較低,因此其磷高效主要是其磷吸收效率較高的結果。
　　 綜上所述,甘藍型油菜磷高效主要表現(xiàn)在磷的吸收和轉運,具體表現(xiàn)在低磷脅迫下磷高效基因型具有較發(fā)達的根系,較強的活化土壤難溶性無機和有機磷的能力,以及較高的磷吸收和轉運活性,從而具有較強的光合作用能力。相比之下,低磷脅