非生物胁迫下作物磷素利用研究进展

磷对作物生长发育和抗逆性有重要作用。非生物胁迫常严重影响作物对磷的吸收、利用和转运,使作物生长代谢减缓,产量降低。在作物磷肥过量施用和抗逆品种选择的综合背景下,本文对干旱、盐碱和低温这三种非生物胁迫下作物磷素养分特征及生理响应机制进行了分析,并对磷素养分效率进行了总结评价。非生物胁迫不仅直接损伤作物根系,还降低了土壤中无机磷素的可移动性和有效性,导致作物生理性缺磷。施磷可有效减轻非生物胁迫对作物的伤害,促进作物对水分和养分的吸收,并在一定程度上提高作物抗逆性。此外,不同作物种类或同一作物不同基因型对胁迫条件及磷素养分的响应存在显著差异,只有抗逆和磷高效相结合才是提高非生物胁迫下作物磷素利用的最优途径。本文对未来非生物胁迫下作物磷素利用的研究方向提出了以下展望和建议:土壤根际磷素有效性的影响因素及改善途径、最适磷肥施用量的确定、抗逆及磷高效利用作物基因资源的发掘与鉴定。     

酸性土壤上缺磷和铝毒对大豆生长的交互作用

以7个磷效率不同的大豆基因型为材料,通过土壤盆栽试验进行石灰和磷肥处理,研究酸性土壤上缺磷和铝毒对大豆生长的交互影响及其基因型差异.结果表明：缺磷和铝毒是酸性土壤上同时存在的影响大豆生长的主要障碍因子,其中铝毒对大豆生长的限制更为严重;缺磷和铝毒对酸性土壤上大豆生长的影响具有显著的交互作用.同时施用石灰（降低铝毒）和磷肥（提高磷有效性）比单施石灰或单施磷肥处理对大豆生长的促进效果更显著;缺磷和铝毒对大豆磷吸收的影响远大于对氮、钾吸收的影响.合理种植大豆对酸性土壤具有较好的改良作用.同时施用石灰［1.103 g Ca(OH)₂·kg^-1土］和磷肥（2.018 g KH₂PO₄·kg^-1土）可使酸性土壤pH值平均提高38.4%,交换性铝含量降低96.3%,有效磷含量提高3223.8％.种植磷高效大豆基因型比磷低效大豆基因型对酸性土壤的改良效果更好.     

不同基因型小麦磷素营养阈值的研究

利用温室盆栽试验,对不同磷效率小麦基因型进行了磷素营养阈值的研究。结果表明,磷低效基因对缺磷反应敏感,在不施或施磷量较低时,籽粒产量及生物量均较低,随着施磷量增加,产量缓慢增加,表现出对磷肥效应较迟钝的钝的现象,而磷高效小麦基因型在不同施磷肥或施磷量较低条件下的产量与生物量相对较高,表现出明显的耐低磷特性及对土壤难溶性磷的高效活化、吸收能力。且随产丰施磷量增加,磷高效基因型的产量急剧增加,达到一定     

不同基因型春蚕豆对磷胁迫的适应性反应

利用不同作物或品种吸收利用土壤磷能力的差异提高磷素营养效率,是解决磷资源短缺的重要生物学途径.选择西北地区重要经济作物春蚕豆作为研究对象,选用3个不同春蚕豆品种(系),采用严重缺磷的碱性灌淤土,利用盆栽法研究了在不同供磷水平下不同基因型蚕豆的根系形态特征、酸性磷酸酶活性(APase)及产量的表现, 探讨不同基因型蚕豆对低磷胁迫的适应性反应.结果表明在整个生长过程中根长、根半径、根比表面积和根冠比变动最明显的是临蚕5号,分别为36.40%,65.10%、65.27%和13. 46%;缺磷条件下,蚕豆主要通过减小根半径,增加根长、根表面积,提高根冠比及体内酸性磷酸酶活性来实现对低磷胁迫的适应;不同基因型对低磷胁迫的适应能力不同;缺磷胁迫明显诱导各基因型蚕豆体内酸性磷酸酶活性的上升,临蚕5号增加最快为24.9%,8409为7. 79%,8354为7.29%;同一基因型的不同器官中酸性磷酸酶活性大小表现为根系>茎部>叶片 .根系酸性磷酸酶和根系形态参数可分别作为蚕豆耐低磷品种筛选的选择指标;缺磷导致作物减产,并且不同的基因型作物减产的幅度不同,临蚕5号缺磷比施磷减产30.98%,而8354 的产量在两个磷水平下变化不明显,说明临蚕5号对磷素的反应最强烈,为磷低效基因型,而 8354反应比较迟钝,为磷高效基因型.     

高效利用土壤磷素的植物营养学研究

论述磷在农业及生态系统中的重要地位,磷资源的危机以及磷土壤中的理化特性,探讨土壤的供磷潜力,不同植物品种以及相同品种不同基因型对土壤潜在磷资源的吸收利用差异,营养机制,遗传特性及其利用不同作物的基因型来活化,吸收利用土壤难溶态磷的可行性对策,从而为充分发挥植物自身潜力,提高土壤难溶态磷的生物有效性,高效利用土壤潜在磷资源,加快土壤磷素有效循环,节省资源,保护环境,真正达到生态系统的稳定与现代化农业     

不同土壤水分状况下施硼对油菜硼吸收、利用的影响

1　引　　言我国是油菜生产大国 ,也是一个土壤缺Ｂ面积较大的国家 .由于油菜缺Ｂ问题突出 ,施用Ｂ肥已成为提高油菜产量、改善品质的重要措施[2 ,3 ,11] .但是 ,Ｂ肥的施用不但存在成本高、难度大、效率低的问题 ,而且也存在造成环境污染的可能性[9] .研究表明[8,10 ] ,不同油菜品种对缺Ｂ的反应存在基因型差异 ,因此 ,筛选、培育Ｂ营养高效基因型油菜以适应缺Ｂ土壤环境是解决油菜缺Ｂ问题的最有效途径之一 .植物对土壤中Ｂ的吸收、运输及利用因土壤水分状况而异[4 ,5] .研究不同水分条件下尤其是干旱情况下Ｂ素营养对油菜Ｂ营养效率的影…     

不同磷源对磷高效利用野生大麦根际土壤磷组分的影响

在土培盆栽条件下,以野生大麦磷高效利用基因型IS-22-30、IS-22-25和低效基因型IS-07-07为材料,研究不施磷(CK)、无机磷(KH₂PO₄,Pi)、有机磷(phytate,Po)及二者混合(KH₂PO₄+phytate,Pi+Po)的方式施磷30 mg·kg^-1时,磷高效基因型野生大麦对磷素吸收利用能力及土壤磷组分特征.结果表明： Pi处理野生大麦干物质量和磷素积累量最大,Pi+Po处理其次,Po处理最小,均显著高于CK处理,且磷高效基因型物质生产和磷素吸收能力显著高于磷低效基因型.土壤有效磷在不同磷源处理间差异显著,Pi处理时含量最高,Pi+Po处理次之,且磷高效基因型野生大麦根际有效磷含量显著高于磷低效基因型.磷高效基因型野生大麦根际有效磷呈现亏缺现象,在Pi和Pi+Po处理时亏缺程度较大.根际与非根际土壤无机磷组分含量为Ca₁₀-P>O-P>Fe-P>Al-P>Ca₂-P>Ca₈-P,且其含量随着Pi的增加而增加.各磷源处理下,磷高效基因型野生大麦根际土壤Ca₂-P、Ca₈-P出现亏缺;Pi处理磷高效基因型野生大麦根际土壤Al-P、Fe-P出现富集.土壤中有机磷各组分含量为中活性有机磷>中稳性有机磷、高稳性有机磷>活性有机磷.野生大麦根际土壤活性有机磷和中活性有机磷呈现富集,其富集量在Pi处理时最大;中稳性有机磷和高稳性有机磷呈现亏缺.各磷源处理下,磷高效基因型野生大麦根际土壤活性有机磷含量显著高于磷低效基因型,中稳性有机磷和高稳性有机磷在基因型间差异不显著.Pi缺乏时,磷高效基因型野生大麦活化吸收Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P和活性有机磷的能力较强.     

大豆耐低磷相关基因的定位与克隆

大豆是食用油和植物蛋白的主要来源,土壤有效磷含量低是限制当前大豆生产的重要因素之一。鉴定优异耐低磷种质资源、快速发掘利用优异耐低磷基因、通过分子育种培育磷高效品种、改善大豆应对低磷胁迫的能力,是解决土壤有效磷含量低这一问题的有效途径。近年来,国内外开展了一些大豆磷效率相关基因的定位与克隆研究,但由于QTL连锁作图的精度较低,难以准确地分离候选基因,而大豆基因组的复杂性及相关功能基因分子机制的不明确阻碍了人们对大豆耐低磷特性本质的认识。文章综述了大豆耐低磷相关基因的定位、克隆及功能验证等方面的研究进展,分析了大豆耐低磷相关基因研究中存在的问题,以期为快速有效地分离目的基因、验证基因功能、解析大豆磷高效分子机制提供参考。     

磷高效基因型小麦对缺磷胁迫的根际适应性反应

采用奶箱分隔栽培试验法,进行了磷高效与磷低效小麦基因型根际土壤ＰＨ与有效磷变化的研究,结果表明：小麦根际土壤ＰＨ和有效磷含量皆明显低于外围土壤,表现出明显的根际效应特征;磷高效基因型小麦的根际ＰＨ和有效磷含量明显低于磷低效基因型,ＰＨ变异范围和磷素亏缺区也表现明显较大。为了进一步验证磷高效小麦基因型这的这一根际特征,同时进行了施用水溶性,枸溶性磷肥的试验研究,结果表明,以水溶性磷肥对根际ＰＨ和有效     

烟草磷效率的基因型差异及其与根系形态构型的关系

以17个具有代表性的主要烟草基因型为材料,通过盆栽试验和培养基栽培试验,研究烟草磷效率的基因型差异及其与根系形态构型的关系,为磷高效烟草品种选育提供理论依据.结果表明,施磷肥能够显著增加各供试烟草基因型的生物量及氮、磷和钾的累积量;供试烟草的磷效率和氮、钾累积量存在显著基因型差异,土壤盆栽试验中,低磷条件下的'云烟85'生物量和磷累积量分别是'NC82'的4.06倍和3.34倍,氮和钾累积量分别是'K358'的4.06倍和3.75倍;供试烟草可划分为磷低效低产型、磷低效高产型、磷高效高产型、磷高效低产型等4种类型,其中的'云烟85'、'K326'、'云烟2号'、'RG11'和'红花大金元'属于磷高效高产型,是现代磷高效高产品种选育的理想材料.供试烟草基因型的根系形态构型与其磷效率显著相关,与磷低效低产型烟草'G28'和'许金1号'相比,磷高效高产型烟草'云烟85'和'K326'在高低磷条件下根系均较发达,总根长和根表面积均较大;磷有效性对烟草根构型具有调节作用,在缺磷条件下,磷高效基因型具有浅根根构型,而磷低效基因型具有深根根构型.     

Genetic structure and phylogeography of rice landraces in Yunnan, China, revealed by SSR.

Yunnan Province is one of the largest centers of genetic diversity of Oryza sativa L. in China, and in the world. Using a genetically representative core collection of 692 rice landraces from Yunnan, the genetic structure, differentiation, and geographic diversity of this rice germplasm were analyzed. The accessions were classified into different populations, according to the model-based structure analysis. Model-based populations were characterized through the reconstruction of a neighbor-joining tree, principal coordinate analysis, and the estimation of morphologic and SSR variations. Finally, the distribution of genetic diversity and differentiation among districts were studied. Seven model-based populations were identified on the basis of the structure analysis. This classification was partly consistent with Ting's 5-level taxonomic system. Differentiation between 2 rice subspecies is the most apparent, with a clearer differentiation between soil-watery ecotypes in japonica than in indica; however, differentiation among seasonal ecotypes in indica is clearer than in japonica. Cropping system and man-made restricted-growth environments could be considered to be the main forces driving the intraspecific differentiation of cultivated rice. It has been suggested that, because it possesses the highest genetic diversity and all the necessary conditions as a center of genetic diversity, the southwest region of Yunnan, encompassing Simao, Lincang, and Xishuangbanna districts, is the center of genetic diversity of Yunnan rice landraces.     

水稻萌发耐淹性的遗传分析

水稻(Oryza sativa)萌发耐淹性受到复杂的网络调控, 其分子机制不同于苗期耐淹性的相关机制, 萌发耐淹性的强弱影响着直播稻的成苗率。通过对256份水稻核心种质的萌发耐淹性评估, 发现粳稻和籼稻之间的萌发耐淹性差异并不显著, 都存在广泛的遗传变异。利用以粳稻R0380为供体亲本, 籼稻RP2334为轮回亲本的170个高代回交自交系构建含146个分子标记的连锁图谱, 以低氧胚芽鞘长度为性状指标, 通过复合区间作图法检测到影响萌发耐淹性的4个QTLs(quantitative trait loci), 分别定位于第2(2个)、3(1个)和8号(1个)染色体。贡献率最大的QTL为qGS2.2, 其值为17.34%, 增效等位基因来自轮回亲本籼稻RP2334; 其余3个QTLs的增效等位基因均来自供体亲本粳稻R0380, 贡献率分别为12.86%、9.37%和14.60%。     

水稻种质资源芽期耐冷性的鉴定与评价

对新收集的879份水稻种质资源进行了水稻芽期耐冷性的鉴定与评价,从中筛选出芽期耐冷性极强的水稻种质资源39份,均为贵州地方粳稻品种.供试粳稻品种61.23%具有强芽期耐冷性(3级),而籼稻品种只有13.77%具有强芽期耐冷性(3级 ),粳稻品种的芽期耐冷性显著强于籼稻品种.无论籼稻,还是粳稻,贵州地方稻种的芽期耐冷性显著强于来自其他地区的品种,从贵州地方稻种中挖掘极强耐冷种质资源的潜力较大 .     

云南栽培稻种SSR 遗传多样性比较

采用64个SSR标记对96份云南水稻(Oryz a sativa)地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析。结果发现64个标记都具有多态性, 共检测到741个等位基因, 每个多态性位点检测到的等位基因数为2-29个, 平均11.57个; Nei基因多样性指数(He)范围在0.345(RM321)-0.932(RM1)之间, 平均为0.56。水稻品种的遗传多样性并非按地理位置均匀分布, 而是在相 似系数为0.17的水平上明显分为2个不同类群, 即籼稻类群和粳稻类群, 且籼粳亚种间的SSR多样性差异不明显, 籼稻平均等位基因数(Ap)和Nei基因多样性指数(Ap=10.6, He=0.46)与粳稻品种(Ap=10.7, He=0.48)十分接近, 可能与这些品种间存在一定频率的基因交流有关。糯稻和非糯稻在籼稻群和粳稻群中都有表现, 没有特别的分布规律。云南栽培稻选育品种与地方稻亲缘关系较近, 其遗传基础可能来源于云南水稻地方品种。本研究结果表明, SSR标记能较好地区分云南栽培稻品种, 且云南水稻地方品种遗传多样性丰富, 存在大量的优质性状可供育种实践选择。     

中国普通野生稻遗传分化的RAPD研究

多数学者已认定亚洲栽培稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）的祖先是普通野生稻（Ｏ．ｒｕｆｉｐｏｇｏｎ）。然而栽培稻的籼、粳分化是发生在驯化之前还是在驯化之后,也即普通野生稻是否存在籼、粳分化的问题,是十几年来稻作起源研究中争论的热点之一。Ｓｅｃｏｎｄ［１］用多个同工酶位点的分析结果得出结论,普通野生稻在驯化为栽培稻之前就已经发生了籼、粳分化,即有籼型普通野生稻和粳型普通野生稻之分。Ｍｏｒｉｓｈｉｍａ和Ｇａｄｒｉｎａｂ［２］用２４个形态和生理性状及１２个同工酶位点和杂交亲合力等方法证明普通野生稻没有发…     

云南栽培稻种SSR遗传多样性比较

采用64个SSR标记对96份云南水稻（Oryza sativa）地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析。结果发现64个标记都具有多态性,共检测到741个等位基因,每个多态性位点检测到的等位基因数为2—29个,平均11．57个：Nei基因多样性指数（He）范围在0．345（RM321）-0．932（RM1）之间,平均为0．56。水稻品种的遗传多样性并非按地理位置均匀分布,而是在相似系数为0．17的水平上明显分为2个不同类群,即籼稻类群和粳稻类群,且籼粳亚种间的SSR多样性差异不明显,籼稻平均等位基因数（Ap）和Nei基因多样性指数（Ap=10．6,He=0．46）与粳稻品种（Ap=10．7,He=0．48）十分接近,可能与这些品种间存在一定频率的基因交流有关。糯稻和非糯稻在籼稻群和粳稻群中都有表现,没有特别的分布规律。云南栽培稻选育品种与地方稻亲缘关系较近,其遗传基础可能来源于云南水稻地方品种。本研究结果表明,SSR标记能较好地区分云南栽培稻品种,且云南水稻地方品种遗传多样性丰富,存在大量的优质性状可供育种实践选择。     

Population structure and genetic diversity in a rice core collection (Oryza sativa L.) investigated with SSR markers

The assessment of genetic diversity and population structure of a core collection would benefit to make use of these germplasm as well as applying them in association mapping. The objective of this study were to (1) examine the population structure of a rice core collection; (2) investigate the genetic diversity within and among subgroups of the rice core collection; (3) identify the extent of linkage disequilibrium (LD) of the rice core collection. A rice core collection consisting of 150 varieties which was established from 2260 varieties of Ting's collection of rice germplasm were genotyped with 274 SSR markers and used in this study. Two distinct subgroups (i.e. SG 1 and SG 2) were detected within the entire population by different statistical methods, which is in accordance with the differentiation of indica and japonica rice. MCLUST analysis might be an alternative method to STRUCTURE for population structure analysis. A percentage of 26% of the total markers could detect the population structure as the whole SSR marker set did with similar precision. Gene diversity and MRD between the two subspecies varied considerably across the genome, which might be used to identify candidate genes for the traits under domestication and artificial selection of indica and japonica rice. The percentage of SSR loci pairs in significant (P<0.05) LD is 46.8% in the entire population and the ratio of linked to unlinked loci pairs in LD is 1.06. Across the entire population as well as the subgroups and sub-subgroups, LD decays with genetic distance, indicating that linkage is one main cause of LD. The results of this study would provide valuable information for association mapping using the rice core collection in future.     

低速磷胁迫对云南地方稻种核心种质抽穗期的影响

以云南16个地州和5个稻作区为单位,在低速磷胁迫和适速磷两种条件下,对545份云南稻种核心种质的抽穗期研究结果表明:不同稻种抽穗期受低速磷胁迫的影响差异较大,大部分稻种在低速磷胁迫下其抽穗期比适速磷条件下的延迟,但延迟天数明显低于不同稻种基因型差异;不同稻作区、地州的稻种抽穗期差异较大,这主要是与其生长的生态环境长期适应的结果.除了滇西北高寒粳稻区外,其他四个稻作区的核心种质在两种条件下的抽穗期有极显著差异,而各地州的核心种质在低速磷胁迫下的抽穗期存在显著差异的只有5个地州,即昭通、思茅、临沧、保山和西双版纳,其余地州间的差异不明显.     

Salinity tolerance of japonica and indica rice (<Emphasis Type="Italic">Oryza sativa</Emphasis> L.) at the seedling stage

In order to identify the degree of salinity tolerance of the indica and japonica rice groups, 10 varieties were tested under saline and non-saline conditions. Twelve-day-old seedlings were grown in normal culture solution, then initially salinized at an electrical conductivity (EC) of 6 dS/m for 4 days, and finally salinized at an EC of 12 dS/m for the next 14 days. The growth parameters, and Na and K absorption in the shoot were measured to characterize the tolerance level of the two rice groups. Reduction in all growth parameters of tolerant varieties was significantly lower in indica varieties than in japonica varieties. Tolerant indica varieties were good Na excluders, absorbed high amounts of K, and maintained a low Na/K ratio in the shoot. Tolerant japonica varieties also absorbed less Na but were not as good excluders as indica varieties. Shoot K concentration alone did not show any relationship to salinity tolerance. These results indicate that, for all parameters measured, the tolerance level of indica was higher than that of japonica.