低磷胁迫对水稻苗期侧根生长及养分吸收的影响

用蛭石与石英砂作为混合培养介质研究了低磷胁迫对水稻（Oryza sativa L.)苗期侧根发生发育的影响及其与磷吸收的相关关系。结果表明：低磷对水稻的侧根发生发育具有明显的诱导作用及基因型差异。相关性分析表明：单位侧根长度的增加与单位根表面积的增大极显相关,而单位侧根数量的增多与单位根表面积的增大无显的相关性。表明单位根表面积的增加主要来自于单位侧根的伸长。侧根参数与磷含量的相关性分析表明：低磷条件下,侧根总长度和侧根数量都与植株磷含量存在显的正相关,根系总表面积与磷含量存在极显的正相关。表明在低磷条件下,侧根的发生发育对水稻的磷吸收具有重要的作用。根系和地上部的可溶性糖含量分析表明;低磷胁迫改变了同化物在地上部和根系的分配。生物量测定表明：低磷胁迫显增大了植株的根冠比。     

低磷胁迫对雷公藤幼苗叶片生理生化特性的影响

为研究雷公藤的耐磷胁迫性,对雷公藤（Tripterygium wilfordii Hook.f.）一年生和三年生同一无性系扦插苗采用土培的方法进行了控制条件下的低磷胁迫实验,以KH2PO4为磷源,土壤中P2O5浓度为0、5、10、15、20、25（CK）mg/kg,低磷胁迫3个月和6个月后取叶片测定其丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和酸性磷酸酶（APA）活性的变化。实验结果表明：低磷胁迫下一年生和三年生雷公藤叶片SOD、APA活性升高,MDA、Pro含量增加,并呈现随低磷胁迫加重和胁迫时间延长而上升趋势,低磷胁迫下各处理的一年生和三年生雷公藤叶片CAT、POD活性普遍低于对照,并随着低磷胁迫程度的加重而呈下降趋势。低磷胁迫下雷公藤幼苗叶片的几种保护酶活性、MDA、Pro含量以及APA活性响应都较为灵敏,保护酶系统在15、20 mg/kg处理下能够起到较好保护作用,表明雷公藤能通过自身生理调节来适应中度和轻度缺磷环境;综合各项生理指标,三年生雷公藤相对于一年生雷公藤显示了较强的抗氧化能力和渗透调节能力,具有较强的耐低磷能力,对磷较为缺乏的林地下套种雷公藤的苗龄选择有参考价值。     

锥低磷胁迫响应基因的功能及代谢通路分析

磷是限制南亚热带常绿阔叶林植物生长的关键营养元素,研究森林群落中优势木本植物对低磷胁迫响应的内在分子机制具有重要意义。该文以鼎湖山20 hm²固定监测样地常绿阔叶林中优势种锥(Castanopsis chinensis)为研究对象,利用高通量测序技术结合生物信息学软件对锥基因组序列进行深入分析。结果表明:(1)完成了锥基因组参考序列的草图拼接,结合大样地土壤有效磷数据,共筛选出37个显著性磷响应基因,并对筛选出的锥磷响应基因进行GO功能注释分析,发现29个GO注释分类中属分子功能类的基因数最多,共有13条,所涉及的预测功能包括磷脂酶D活性、细胞色素c氧化酶活性、光电子传递、过氧化物酶活性等。(2)对锥磷响应基因进行KEGG富集分析,发现显著性富集的1条代谢通路为psb D基因参与调控的植物光合代谢途径。在锥生长期中,有众多基因与磷代谢相关,并参与调控多种生物途径。其中,psb D基因作为锥叶片主要的磷响应基因可通过调控光合作用来调节植物生长,但其功能有待今后进一步验证。     

低磷和干旱胁迫对大豆植株干物质积累及磷效率的影响

土壤缺磷和季节性干旱已经成为南方酸性红壤地区大豆生产的主要限制因素之一。选取2个大豆品种巴西10号(磷高效)和本地2号(磷低效),研究其在不同磷素(0,15, 30 mg/kg P)和水分处理(分别在开花期和结荚期进行干旱胁迫)下的反应,从植株生物量、叶绿素含量、磷效率指标等方面研究不同基因型大豆对水磷耦合胁迫的适应机制。研究结果表明,随着土壤磷素水平的增加,两个品种的生物量和叶片叶绿素含量显著增加,根冠比则显著下降。在同一磷素水平处理下,干旱胁迫则导致较高的根冠比,对叶片叶绿素含量影响不大,两个品种表现一致。两个基因型大豆受到干旱胁迫后,其产量均显著低于正常水分处理。中等施磷能显著提高两个大豆品种的产量,但高磷处理对产量的增加幅度有限,甚至高磷处理还造成本地2号减产。巴西10号的产量随土壤中磷素的增加而增加,而本地2号的产量则为中磷>高磷>低磷,不管是磷处理还是水分处理,巴西10号的产量均高于本地2号。无论是花期干旱还是结荚期干旱,巴西10号和本地2号的根磷效率比、磷吸收效率及磷转移效率均随土壤磷浓度的增加而增加,磷利用效率则降低。总体上来讲,巴西10号的磷吸收效率和利用效率高于本地2号,而根磷效率比、磷转移效率则小于本地2号。     

淹水对转超氧化物歧化酶或过氧化物酶基因烟草某些生理生化指标的影响

对盆栽十二叶龄的3个烟草近等基因系进行淹水处理后的结果表明:随着淹水时间的延长,细胞质膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均显著升高;叶绿素和可溶性蛋白质含量、株高、叶片数及生物量均下降.各种指标在短时间内不能恢复到正常水平或者根本不能恢复.3个品系抗涝性强弱依序为:转基因抗坏血酸过氧化物酶(APX)高表达品系＞转Mn-SOD基因叶绿体高表达品系＞非转基因品系.     

低磷胁迫对小麦代换系产量性状的影响及染色体效应

以中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本为材料,通过测定不同磷处理条件下的产量性状（单穗粒数、穗粒重、千粒重）,对耐低磷胁迫特性的基因进行染色体定位。结果表明,低磷胁迫下,Synthetic 6x的6A、7A、1B、2B、3B、4B、5B、6B、7D染色体上可能携有促进单穗粒重的相关基因;2A、5A、6A、3B、5B、6B、7B、5D、7D染色体上可能携有促进千粒重的有关基因;6A、7A、1B、3B、2D、7D染色体上携有促进单穗粒数的相关基因。表明Synthetic 6x的6A、3B、7D染色体上可能携有与耐低磷胁迫特性有关的基因。     

转入盐地碱蓬谷胱甘肽转移酶和过氧化氢酶基因增强水稻幼苗对低温胁迫的抗性

以水稻（Oryza sativa L.）品种中花11号成熟种子为材料,利用农杆菌介导法将盐地碱蓬的GST（谷胱甘肽转移酶）单基因和GST＋CAT1（catalase 1）双基因转入低温敏感水稻品种中花11号,并对T4代转基因水稻幼苗的抗低温特性进行了分析。结果显示,低温处理后,转基因植株的GST和CAT活性都比未转入这两种基因的对照高;且PSⅡ最大光化学效率也高于非转基因对照;而H2O2和MDA（malondialdehyde）含量及细胞膜透性则低于对照。说明转基因水稻幼苗GST和GST＋CAT1的表达提高了对低温胁迫的抗性。     

铝胁迫对小麦根系液泡膜ATP酶、焦磷酸酶活性和膜脂组成的效应

研究了铝胁迫下耐铝性不同的两个小麦品种根细胞液泡膜ＡＴＰ 酶、焦磷酸酶活性和膜脂的变化。与对照相比,经２０ 和１００μｍｏｌ／Ｌ的ＡｌＣｌ３ 处理后,耐铝品种Ａｌｔａｓ ６６ 的液泡膜Ｈ＋ＡＴＰ 酶和Ｃａ２＋ＡＴＰ 酶活性迅速下降; 铝敏感品种Ｓｃｏｕｔ ６６ 液泡膜Ｈ＋ＡＴＰ酶和Ｃａ２＋ＡＴＰ 酶活性则在２０ μｍｏｌ／Ｌ 时增加,１００ μｍｏｌ／Ｌ时下降。焦磷酸酶活性在Ａｌｔａｓ６６ 中下降,在Ｓｃｏｕｔ ６６ 中增加。与对照相比,在ＡｌＣｌ３ ２０ μｍｏｌ／Ｌ处理时,液泡膜磷脂含量增加,Ａｌｔａｓ ６６ 中的增加比Ｓｃｏｕｔ ６６ 更为明显;１００ μｍｏｌ／Ｌ 时,Ｓｃｏｕｔ ６６ 液泡膜磷脂含量迅速下降,而Ａｌｔａｓ ６６ 下降不显著。两品种小麦在铝处理后根液泡膜糖脂结合半乳糖含量均高于对照,而Ａｌｔａｓ ６６ 中的含量又高于Ｓｃｏｕｔ６６ 。铝处理后,两品种小麦根液泡膜的棕榈酸和油酸含量增加,亚麻酸含量下降, 不饱和指数也随之下降,其中Ｓｃｏｕｔ６６ 下降更为明显。表明Ａｌｔａｓ ６６ 根细胞液泡膜比Ｓｃｏｕｔ６６ 对铝胁迫有更强的适应能力。     

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。     

不同氮、磷状况对水稻根生长及细胞周期蛋白激酶(CDKs)基因表达的影响

用蛭石与石英砂作为混合固体培养介质研究了低磷 (PO4 3 -)胁迫和部分根系供氮 (NO-3 )对水稻 (O ryzasativaL .)苗期根系生长的影响。结果表明 :低磷胁迫和供氮均能诱导水稻不定根和不定根上侧根的伸长。细胞分裂的进程受依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶(CDKs)的调控 ,在缺磷和供氮条件下 ,细胞周期蛋白激酶cdc2Os 1在根系表达都增强 ,而cdc2Os 2的表达无明显变化。cdc2Os 1的这种表达模式与这两种处理下根系的加速伸长具一致性 ,表明在磷缺乏和供氮处理下 ,cdc2Os 1基因在根系表达的增强 ,可能促进了根细胞的分裂活性 ,从而加速不定根和侧根的伸长     

一个高亲和力水稻根系磷转运蛋白候选基因片段的克隆

磷是影响作物产量的主要限制因子之一,植物在缺磷条件下主要高亲和力的磷转蛋白对磷进行有效吸收,利用ＲＴ－ＰＣＲ技术,经过缺磷处理水稻京系１７（Oryza sativa L.ssp. japonica cv.Jingxi１７）的根系中的克隆到一个１１７８bp的磷转 蛋白基因片段ＯjPT1,测序后与ＧenBank中的已知序列进行氨基酸水平上的同源性比较,结果表明,该序列与拟南芥、马铃薯、番茄、苜蓿、长春花等植物的同源性分别在７０％左右,并且与酵母、ＶＡ菌和子囊属脉胞菌等的磷转运蛋白也表出出较高的同源性。通过ＲＴ－ＰＣＲ结果证明,该基因片段为诱导表达,该基因已被ＧenBan接收（收录号为ＡＦ２３９６１９）。     

Effect of Phosphorus Deficiency Stress on Rice Lateral Root Growth and Nutrient Absorption

Six rice (Oryza sativa L.) genotypes with different performances under phosphorus (P) deficiency stress were tested in mixed growth medium of vermiculite and sand under different conditions of P supply to evaluate the effects of P deficiency stress on lateral root growth and the relations between lateral root growth induced by P deficiency and P absorption. The results showed that elongation and development of lateral root were induced by P deficiency. There was significant genotypic variation in lateral root growth in response to P deficiency. A significant positive correlation was observed between the increase of lateral root length per cm of nodal root and the increase of root surface area per cm of nodal root (RSAP), while no significant correlation was observed between the increase of lateral root number per cm of nodal root and the increase of RSAP. The result suggested that the increase of root surface area under P deficiency condition could be mainly attributable to the increase of lateral root length induced. P uptake was significantly positively correlated with the total root surface area and positively correlated with the total lateral root length and the total lateral root number under P deficiency, which implied that elongation and development of lateral root were important to the ability of P uptake from growth medium where P supply was poor. Analysis of soluble sugar content indicated that P deficiency stress changed the distribution of carbohydrate between roots and shoots.     

小麦根系生长对缺磷胁迫的反应

研究了缺磷诱导小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）根系生长的反应,小麦根轴的生长与植株内外的磷浓度均呈显著的负线性关系。分根实验证明,随着低磷营养液中根比例的增加,在供磷水平不同的分根盒侧的根轴长度的均增加,这说明根轴生长是受体内磷浓度调控的。植株体内磷浓度的处理后１ｄ开始变化,而在不同供磷水平营养液中小麦根轴长度的差异达到显著水平的时间是处理后的第８天,说明植株体内磷浓度的变化可能是小     

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。     

NRRB在水稻应答高盐和干旱胁迫中的功能解析

为研究NRRB在水稻抗逆反应中的作用,通过重叠延伸PCR扩增NRRB基因编码区,构建超量表达载体,并转化水稻愈伤组织获得超量表达转基因水稻植株。鉴定结果表明,该基因已被整合到水稻基因组中,并实现超量表达;同时构建了抑制表达载体,获得转基因株系,PCR检测结果证实NRRB基因在转基因水稻中受到明显抑制。对T1代转基因植株进行抗旱性、耐盐性分析,结果显示,超量表达NRRB基因增强了转基因水稻对干旱的抗性,抑制表达NRRB基因的转基因水稻对干旱的敏感性增强,表明NRRB正调控水稻对干旱的抗性;耐盐性分析表明,NRRB基因的抑制表达降低了植株对盐的敏感性。     

不同磷营养水平对烟草叶片光合作用和光呼吸的影响(英文)

研究了不同磷营养水平(0,1/4,1/2,1,2 P)对烟草(Nicotiana rustica L.)叶片光合、光呼吸、乙醇酸合成和乙醇酸氧化酶活性的影响,结果如下; 光合强度在0～1P范围内随磷水平的提高而增高,但在2P水平中略为下降。光呼吸强度在1/4～2P范围内与光合强度有相同的变化趋势,但在磷水平为零时最高;光呼吸/光合比值亦在磷水平为零时最高,并随磷营养的增加而下降。 HPMS抑制乙醇酸氧化酶活性,乙醇酸的积累量随磷水平的变化与光呼吸有一致的趋势。 在加入FMN时,不同磷营养水平的烟草叶片中乙醇酸氧化酶的活性随磷水平的提高而下降;加入FMN对酶活性的促进作用亦随磷水平的提高而下降。 叶片无机磷、有机磷及总磷含量均随磷营养水平的提高而增加。 用不同浓度的磷酸盐溶液真空渗入在1P培养的烟草叶圆片,并在0.25,0.5,10mmol/LNaHCO_3溶液中测定光合和光呼吸,结果表明在0.25和 0.5mmol/L NaHCO_3中,光呼吸随磷浓度的增加而下降;在 10mmol/L中光呼吸完全受抑制。光合作用与磷浓度关系呈单峰曲线,随着NaHCO_3浓度的提高,其高峰位置向右移,即光合最适磷浓度增大。 根据试验结果及从化学计量学推算,认为磷营养有抑制光呼吸的作用,而光呼吸的运转则有补充叶绿体内进行光合作用所需的无机磷的功能。     

Organic Anion Exudation by Lowland Rice (Oryza sativa L.) at Zinc and Phosphorus Deficiency

The objectives of this paper were to determine (1) if lowland rice (Oryza sativa L.) plants respond similarly to low zinc (Zn) and phosphorus (P) availability by increased root exudation of low-molecular weight organic anions (LMWOAs) and (2) if genotypic variation in tolerance to low soil supply of either Zn or P is related to LMWOA exudation rates. Exudation of LMWOAs can increase bioavailability of both Zn and P to the plant, through partly similar chemical mechanisms. We used seven lowland rice genotypes and showed in two experiments that genotypes that grow relatively well on a soil with low Zn availability also grow well on a sparingly soluble Ca-phosphate (r = 0.80, P = 0.03). We measured exudation rates of LMWOAs on nutrient solution and found that both Zn and P deficiency induced significant increases. Among the LMWOAs detected oxalate was quantitatively the most important, but citrate is considered more effective in mobilizing Zn. Citrate exudation rates correlated with tolerance to low soil levels of Zn (P=0.05) and P (P = 0.07). In a low-Zn-field we found an increased biomass production at higher plant density, which is supportive for a concentration-dependent rhizosphere effect on Zn bioavailability such as LMWOA exudation. We, for the first time, showed that tolerance to low Zn availability is related to the capacity of a plant to exude LMWOAs and confirmed that exudation of LMWOAs must be regarded a multiple stress response.     

拟南芥中一个类似钙调素蛋白的基因结构及其缺磷、缺钾诱导表达

通过拟南芥芯片杂交分析发现推测的钙调素基因(GenBank accession No.Atlg76650)与低磷胁迫有关.对该基因的结构研究确认了该基因编码一个含有三个EF-hand结构域的类似钙调素的蛋白,Northern检测表明该基因在缺钾、缺磷条件下诱导表达,但在缺氮、高盐等胁迫条件下不受影响.经RT-PCR和启动子融合GUS转基因植株的组织化学染色分析,表明该基因在拟南芥中为全株表达,但各器官中表达丰度不尽相同.     

水稻液泡ATPase B 亚基基因的克隆及其在低磷胁迫下的表达特征分析

利用抑制性扣除杂交(SSH)技术构建水稻(Oryza sativa L.)根系磷饥饿诱导cDNA文库,获得编码液泡ATPase (V-ATPase) B亚基的克隆,通过反转录PCR方法获得该基因的完整序列.该基因编码487个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量为54.06 kD,等电点为4.99.Southern印迹表明,V-ATPase B亚基基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在.氨基酸同源性分析发现,V-ATPase B亚基是一个较为保守的蛋白亚基,其序列变化伴随生物的进化过程同步进行.Northern印迹表明,V-ATPase B亚基在水稻根系中受到磷饥饿诱导表达,磷饥饿6～12 h出现表达高峰,而在叶片中表达高峰有所滞后(24～48 h).在缺磷环境条件下,ATPase B亚基可能通过提高其表达量,进而提高质子转运活性,形成跨膜的电化学梯度,为体内储备磷跨液泡膜运输提供能量,从而提高植物体内磷的利用效率及其耐低磷的能力.