缺磷对不同基因型玉米根系分泌有机酸以及活化难溶性磷的影响

缺磷条件下水培６个基因型玉米杂交种以及它们的７个亲本,根系分泌液的ｐＨ较低,自交系更低,杂交种各基因型玉米分泌的有机酸以草酸为主,还有苹果酸等。缺磷处理的玉米根系分泌草酸量比供磷处理的高,其中铁单４,白单９和白单１３在缺磷时的草酸分泌量分别比供磷增加３．４,２．８和１．６倍,单交种白单９根系分泌物活化磷的能力最高。     

部分根系供磷对黄瓜根系和幼苗生长及根系酸性磷酸酶活性影响

通过分根处理研究了部分根系供磷结黄瓜幼苗生长、植株体内的含磷量及根系酸性磷酸酶活性的影响。结果表明,２０％根系缺磷（１条根所磷,４条根系地上部的生物量分别是正常生长植株的１．３９倍和１．２１倍。２０％根系缺磷,唯心论促进其它供磷系对磷的吸收。分根处理后,２０％根系缺磷不影响植物对磷营养的需要,但却表现出了Ｒ／Ｓ比增大的典型缺磷反应,说明植物感应缺磷根系起飞丰比地上部更为重要的作用。分根处理后不供磷     

部分根系供磷对黄瓜根系和幼苗生长及根系酸性磷酸酶活性影响

通过分根处理研究了部分根系供磷对黄瓜幼苗生长、植株体内的含磷量及根系酸性磷酸酶活性的影响。结果表明 ,2 0 %根系缺磷 (1条根缺磷 ,4条根供磷 )可以促进根系及植株地上部的生长 ,其根系及地上部的生物量分别是正常生长植株的 1.39倍和 1.2 1倍。2 0 %根系缺磷 ,还可以促进其它供磷根系对磷的吸收。分根处理后 ,2 0 %根系缺磷不影响植物对磷营养的需要 ,但却表现出了R/S比增大的典型缺磷反应 ,说明植物感应缺磷根系起着比地上部更为重要的作用。分根处理后不供磷根系的酸性磷酸酶活性显著高于供磷根系的酸性磷酸酶活性 ,并且根系的酸性磷酸酶活性只与根系的含磷量显著相关 ,与地上部的磷营养状况关系不明显。这说明 ,缺磷条件下 ,黄瓜植株根系分泌酸性磷酸酶活性的增高 ,是黄瓜根系对低磷胁迫的适应性机理 ,而不是地上部改善体内磷营养的调控机理。     

桉树幼苗对难溶性磷的吸收及其根系对低磷胁迫的响应

以‘广林9号’桉树幼苗为试验材料,采用水培和土培试验方法研究了桉树幼苗对难溶性磷酸盐的吸收及其在低磷胁迫下的根构型和根系的生理反应,以揭示桉树高效吸收磷素的机制。结果显示:(1)桉树幼苗在含磷酸铝的缺磷培养液中吸收的磷达4.24mg/株,与供应水溶性磷和磷酸钙处理的相当。(2)土壤缺磷或仅在上土层(0~20cm)施磷肥处理均有利于桉树幼苗浅层根的分布,使根表面积及根数在上土层与下层(20~40cm)比值明显增高。(3)桉树幼苗根尖的H+-ATPase活性在缺磷处理15d后显著提高,其根尖周围的溴甲酚紫指示剂变黄,根基环境明显酸化;根尖分泌的酸性磷酸酶活性在低磷胁迫也显著提升,且随着处理时间(10、15、20d)的延长而进一步提高;铝和低磷胁迫能明显诱导桉树根系分泌草酸,其分泌量显著高于对照和缺磷处理。研究结果表明,桉树幼苗具有较强的难溶性磷吸收能力,而在缺磷及磷铝胁迫下根系的浅层化、根尖酸化及根分泌的酸性磷酸酶及草酸量增加可能是桉树幼苗适应酸性土壤铝毒和缺磷环境的重要机制。     

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.     

缺磷胁迫下的小麦根系形态特征研究

研究了缺磷条件下不同基因型小麦（Triticum aestivum L.)苗期根系形态学适应特征,以明确环境因子对根系不同组分（根轴和侧根）生长发育调控作用的强度和根系形态与磷营养效率关系。在缺P环境中,小麦根轴数量和侧根长度明显减小,同化物向根部的分配比例增加,根轴长度、侧根数量和根系长度等均有显著提高。供试基因型小麦的根轴数量及其长度的差异在每个供磷水平及不同供磷水平之间均呈显著,说明这两种性状的差异是由基因型和环境因素共同决定的;而侧根特征的差异只在不同供磷水平间显著,表明侧根性状主要受环境因素的控制。对6种基因型小麦的研究表明,根轴数量、根轴长度、根生长角度和根系长度根角之间存在着显著的基因型差异。相关分析表明,小麦的相对产量与缺磷条件下的小麦苗期根系形态指标的交互作用之间具有显著的线性关系。这种关系说明根系形态性状可作为早期有效地筛选磷高效小麦品种的指标。     

低磷胁迫下甘蓝型油菜酸性磷酸酶对磷效率的贡献分析

为探讨低磷胁迫下甘蓝型油菜酸性磷酸酶活性的基因型差异及其与磷效率的关系, 采用土培实验研究了磷高效基因型102和磷低效基因型105对有机磷和无机磷的利用及其根际土壤酸性磷酸酶活性差异; 并采用水培实验研究了甘蓝型油菜根系分泌的酸性磷酸酶及不同叶片酸性磷酸酶的活性差异. 结果表明, 低磷胁迫能诱导根系及根系分泌的酸性磷酸酶活性升高; 土培条件下, 由于酸性磷酸酶的有效性受较多因素影响, 植物的磷营养和磷吸收效率与根系分泌的酸性磷酸酶活性并不直接相关; 缺磷胁迫下重组自交系群体叶片酸性磷酸酶活性与磷利用效率呈显著正相关, 进一步表明低磷诱导的植株叶片酸性磷酸酶活性升高能促进体内磷的再利用, 从而提高磷利用效率.     

缺磷或缺铁引起白羽扇豆锰中毒的机理

白羽扇豆在缺磷或缺铁条件下均有排根形成,并且根系还原力显著增加。缺磷、缺铁根系还原力在高峰期分别高于对照。缺磷与缺铁根系还原力高峰不仅出现的时期不同,而且还原力增加部位也不一样。缺磷处理的排根区具有很高的还原力,缺铁处理还原力较高的部位是在主根和侧根的根尖以及排根区。由于Ｍｎ４＋比Ｆｅ３＋更易被还原,致使根系还原力提高促使根际大量锰被还原,这是缺磷和缺铁造成白羽扇豆锰中毒的主要原因之一。     

缺磷白羽扇豆排根与非排根区根尖分泌有机酸的比较

采用根系分泌有机酸原位收集方法及市郊液相色谱技术分析了供磷及缺磷后不同时间白羽扇豆（Ｌｕｐｉｎｕｓ ａｉｂｕｓ Ｌ．）非排根区根尖和排根分泌有机酸的种类和数量,以及相应的根尖、排根组织,茎木质部、韧皮部汁液中有机酸含量的变化。结果表明：⑴缺磷能够诱导白羽扇豆要系产生大量排根,根系的有机酸分泌量也明显增加。⑵无论在供磷或缺磷条件下,排根与非排根区根区根尖组织中的有机酸种类相同,但排根主要分泌柠檬酸和     

低磷胁迫下AM真菌对枳实生苗吸磷效应及根系分泌有机酸的影响

在温室沙培灭菌条件下,以Al-P为磷源、枳为试材、Glomus mosseae (G.m)和G.versiforme (G.v)为菌剂,研究低磷胁迫下AM真菌对枳实生苗干物重、吸磷效应及根系分泌有机酸的影响。结果表明,接种AM真菌显著增加枳地上部、地下部干物重,增幅16.79%~135.25%;同时显著增加其吸磷量,菌丝对植株的吸磷贡献率为17.04%~71.95%(G.m>G.v),施Al-P显著提高菌丝吸磷贡献率。接种AM真菌的根系分泌的有机酸种类与对照有所不同,未接种处理枳分泌的有机酸有草酸、苹果酸、乳酸、乙酸、顺丁烯二酸和柠檬酸等6种,而接种G.m的则检测到草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、丁二酸等7种,G.v处理的检测到酒石酸,接种处理均未检测到顺丁烯二酸;接种丛枝菌根真菌增加了枳根系分泌有机酸的量(比未接种处理增加19.80~56.87 mg/kg,且施用AlPO₄后有机酸含量显著增加(增加20.06~21.84 mg/kg);未接种植株根系仅分泌少量有机酸;接种植株根系分泌的有机酸以苹果酸(42.87%)、柠檬酸(39.22%)和草酸(12.06%)为主。     

磷与信号抑制剂对外生菌根真菌分泌草酸的调控作用

摘要:【目的】磷是树木生长的必需营养元素之一,磷素营养丰缺条件下,研究外生菌根真菌的草酸分泌及调控有益于揭示它们活化利用土壤无机磷的机理。【方法】试验设置低、正常、高3种不同磷浓度,液体培养外生菌根真菌,研究了磷和Ca2+信号/阴离子通道抑制剂对草酸分泌的调控作用。【结果】外生菌根真菌能分泌大量的氢离子和草酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸和丁二酸等多种有机酸,对溶解难溶性无机磷有重要作用。在外生菌根真菌分泌的有机酸中,草酸占15.14%－36.01%;低磷促进草酸分泌,正常和高磷则产生抑制作用;培养液磷浓度和菌丝含磷量分别与供试菌种的草酸分泌速率呈显著或极显著负相关,相关系数依次为r=－0.264*和r=－0.349＊＊,n=60,*表示显著(P0.05),＊＊表示极显著(P 0.01),说明磷能调控外生菌根真菌分泌草酸。在低磷胁迫下,钙调蛋白抑制剂、Ca2+通道抑制剂、Ca2+内膜通道抑制剂和阴离子通道抑制剂显著抑制外生菌根真菌分泌草酸。但是,在正常和高磷条件下,草酸分泌速率低,未响应Ca2+信号/阴离子通道抑制剂。【结论】供试外生菌根真菌能分泌大量的氢离子和有机酸(尤其是草酸),有益于溶解土壤无机磷,改善寄主植物的磷营养;供磷水平调控草酸分泌速率;在低磷胁迫下,Ca2+信号是介导外生菌根真菌分泌草酸的信号因子。     

缺磷或缺铁引起白羽扇豆锰中毒的机理

白羽扇豆在缺磷或缺铁条件下均有排根形式,并且根系还原力显著增加。缺磷、缺铁根系还原力在高峰期分别高于对照。缺磷与缺铁根系还原力高峰不仅出现的时期不同,而且还原力增加部位也不一样。缺磷处理的排根区具有很高的还原力,缺铁处理还原力较高的部位是在主根和侧根的根尖以及排根区。由于Ｍｎ＾４＋比Ｆｅ＾３＋更易被还原,致使根系还原力提高促使根际大量锰被还原,这是缺磷和缺铁造成白羽扇豆锰中毒的主要原因之一。     

供磷水平及方式对杉木幼苗根系生长和磷利用效率的影响

为研究杉木幼苗根系生长、形态学指标及养分利用效率对土壤磷素异质分布的响应规律,选择杉木种子园单株采种培育的半同胞家系实生幼苗为研究对象,采用室内沙培控磷盆栽试验,设计低浓度供磷(8 mg/kg KH_2PO_4)、正常供磷(16 mg/kg KH_2PO_4)和高浓度供磷(32 mg/kg KH_2PO_4)3个供磷水平,每个供磷水平分别采用2种供磷方式(局部供磷和均匀供磷)进行根部施磷。结果表明:(1)从供磷水平来看,低浓度供磷下的杉木根长、根系生物量、根冠比、根系及全株的磷素利用效率均显著大于正常供磷和高浓度供磷,而根平均直径相反;随着供磷水平的提高,杉木苗高和地上部生物量无显著差异,而比根长表现出逐渐降低的趋势。(2)从供磷方式来看,局部供磷处理的杉木苗高、根长、根系表面积、比根长、地上部生物量、根系及全株的磷素利用效率均显著大于均匀供磷处理,而根平均直径和根冠比则相反。总体上,低浓度局部供磷处理下杉木可明显增强其根系的形态可塑性,从而优化根系在养分异质土壤里的空间分布,并通过提高根系磷素利用效率以维持地上部的正常生长。     

缺磷白羽扇豆排根与非排根区根尖分泌有机酸的比较

采用根系分泌有机酸原位收集方法及高效液相色谱技术分析了供磷及缺磷后不同时间白羽扇豆(LupinusalbusL .)非排根区根尖和排根分泌有机酸的种类和数量 ,以及相应的根尖、排根组织 ,茎木质部、韧皮部汁液中有机酸含量的变化。结果表明 :(1)缺磷能够诱导白羽扇豆根系产生大量排根 ,根系的有机酸分泌量也明显增加。 (2 )无论在供磷或缺磷条件下 ,排根与非排根区根尖组织中的有机酸种类相同 ,但排根主要分泌柠檬酸和苹果酸 ,而非排根区根尖主要分泌苹果酸和乙酸。 (3)缺磷后非排根区根尖分泌苹果酸的量增加 ,至第 17天达到高峰 ;排根开始分泌柠檬酸的时间相对较晚。缺磷后排根分泌柠檬酸的量随缺磷时间的延长不断增加。 (4 )在缺磷的排根与非排根区根尖组织和茎木质部伤流液中含有大量柠檬酸和苹果酸 ,但在茎韧皮部汁液中则几乎检测不到这两种有机酸。上述结果表明 ,尽管排根和非排根区根尖组织中的有机酸种类相同 ,但它们向外分泌的有机酸种类不同。缺磷后排根及非排根区根尖增加向外分泌的有机酸主要在根中合成     

根分泌的有机酸对土壤磷和微量元素的活化作用

在养分胁迫下,尤其是缺磷条件下,许多植物可通过增加有机酸的分泌,作为其适应机制．讨论了营养胁迫条件下不同生态型植物根系分泌有机酸的种类,分析了不同生态型植物分泌的有机酸种类和数量之间的差异．结果表明,在缺磷条件下植物根系所分泌有机酸的种类和数量与它们所处的土壤环境关系密切．在营养胁迫条件下植物根系分泌的有机酸具有活化土壤磷、微量元素和缓解Ａｌ毒的功能;对有机酸活化土壤养分,解Ａｌ毒可能的作用机制进行了论述     

子叶磷在白羽扇豆缺磷适应性反应中的作用

实验用液体培养的方法,对比分析了在不同供磷条件下,白羽扇豆子叶中的磷对植物生长发育的影响,以及排根和根尖中有机酸积累和分泌的作用,结果表明,子叶中的磷能使白羽扇豆在完全缺磷２３d的环境中,不仅没有使干物质的积累减少,反而使干物质的积累略有增加,相反,如果没有子叶磷的供给,则使白羽扇豆在缺磷环境中产生强烈的抗胁迫反应,表现在干物质的积累明显下降,根系能产生大量的排根,排根能积累和分泌大量的柠檬酸,而根尖能积累和分泌萍果酸,在整个缺磷反应过程中,根尖中苹果酸的分泌要早于排根可柠檬酸的积累和分泌。     

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.     

低磷胁迫下磷高效基因型大麦的根系形态特征

在根袋土培盆栽条件下,以磷高效基因型DH110+、DH147和低效基因型DH49大麦为试验材料,利用根系分析系统分析不同施磷(P₂O₅)水平(极低磷25 mg·kg^-1、低磷50 mg·kg^-1和正常磷75 mg·kg^-1)下,磷高效基因型大麦的根系形态特征及其与植株磷素吸收的关系.结果表明： 低磷胁迫显著降低大麦生物量和磷吸收量,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1.24～1.70和1.18～1.83倍;大麦的总根长、总根表面积、平均根系直径、不定根长及其根表面积、侧根长及其根表面积均随施磷水平的降低而显著降低,其中磷高效基因型大麦在各施磷水平下的总根长、总根表面积、比根长、侧根长及根表面积分别为低效基因型的1.46～2.06、1.12～1.51、1.35～1.72、1.69～2.42和1.40～1.78倍,而平均根系直径为低效基因型的70.6%～90.2%;主成分分析表明,平均根系直径、比根表面积和比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大麦根系形态差异的主要指标;偏最小二乘回归分析表明,各施磷水平下,总根长、总根表面积对大麦植株磷素吸收贡献均较大,随施磷水平降低,不定根长、不定根表面积对大麦植株磷素吸收的贡献明显降低,而平均根系直径、比根长、侧根长及其根表面积的贡献明显增加.磷高效基因型大麦可通过维持侧根的生长、根细度和比根长的增加来适应低磷胁迫.     

不同磷效率小麦品种对缺磷胁迫反应的比较

在营养液培养条件下,以根据相对产量为指标筛选出的6个不同磷效率的小麦(Triticum aestivum L.)品种为材料,对其苗期在缺磷条件下生长、根冠磷含量及其分配,以及叶片韧皮部汁液中磷浓度等进行了比较研究。结果表明,缺磷抑制植株地上部生长,但刺激根系生长,导致植株根／冠比增加。无论在供磷或缺磷条件下,磷高效品种的根冠生长速率都低于磷低效品种。缺磷导致植株体内的磷含量下降与根系相比,地上部磷含量的下降速率更快。但在缺磷条件下,不同磷效率的小麦品种根冠间的磷分配变化没有差异。研究发现,在正常供磷条件下,磷高效小麦品种的叶片韧皮部汁液中磷浓度较低,而磷低效品种的叶片韧皮部汁液中磷浓度较高。但开始缺磷后,磷高效品种的叶片韧皮部汁液中的磷浓度下降较慢,使其相对磷浓度较高。缺磷后10天,磷低效品种叶片韧皮部汁液中的磷浓度为供磷对照的35．9％,而磷高效品种叶片韧皮部汁液中的磷浓度为供磷对照的59％。     

磷亏缺对小麦TaIPS基因表达的影响

为了解小麦高效利用土壤磷的分子机理和实现对小麦缺磷的分子诊断,以普通小麦（Triticum aestivum L.）小偃54为材料,克隆了5个受缺磷诱导的IPS基因,同源比较结果显示,小麦IPS基因属于典型的受缺磷条件特异诱导的TPSI1/MT4小基因家族.对小麦根系和地上部的半定量RT-PCR研究结果表明,与全营养处理对照相比,3叶期小麦幼苗经过缺氮、缺磷和氮磷同时缺乏处理8d后,缺磷显著增加了根系中3个TaIPS1（TaIPS1.1、TaIPS1.2和TaIPS1.3）基因和地上部TaIPS1.1基因的表达,中度上调了根系中2个TaIPS2基因（TaIPS2.1和TaIPS2.2）的表达,轻度上调了地上部TaIPS1.2和2个TaIPS2基因的表达.通过比较5个基因在根系和地上部对缺磷的响应,认为TaIPS1.1是一个较理想的用于诊断小麦植株磷素丰缺的基因.缺氮不仅降低了3个TaIPS1基因在根系中的表达,并抑制了IPS基因对缺磷的响应.这一研究结果预示了TaIPS基因对低磷胁迫的响应依赖于植株体内的氮素营养状况.