模拟氮沉降对低磷胁迫下马尾松无性系细根形态和氮磷效率的影响

根系是植物吸收土壤营养的关键部位, 不同径级根系的形态和功能差异不仅与植株自身的遗传因素有关, 而且受到土壤中营养元素分布和水平的影响。在我国亚热带高氮沉降和酸性红壤磷匮乏及不均一的土壤环境下, 研究林木不同径级根系对外界营养环境变化的响应有利于深入了解林木根系的觅养机制及规律。该文以马尾松(Pinus massoniana)无性系19-5 (高磷效率)和21-3 (低磷效率)为材料, 在同质低磷和异质低磷两种盆栽处理下, 设置3个氮水平(对照、中氮和高氮)的模拟氮沉降实验。结果表明: 1)马尾松无性系苗木的生长受磷环境、氮水平和无性系三因素共同影响, 模拟氮沉降显著促进了异质低磷下马尾松苗高和整株干物质量的增加, 而在同质低磷下氮效应不显著; 在异质低磷、高氮下, 无性系19-5的苗高和整株干物质量分别是无性系21-3的1.1倍和1.6倍。2)马尾松各径级细根长度和表面积随径级增大而减小, 模拟氮沉降促进了直径≤1.5 mm的细根的增生发育, 直径1.5-2.0 mm的细根和>2.0 mm的较粗根无明显变化; 另外, 直径≤1.5 mm的细根长度占总根长的比例保持在90.4%-92.8%范围内, 受氮影响较小。3)模拟氮沉降显著提高了异质低磷下无性系19-5≤1.5 mm的细根长度和表面积, 同时, 其根系氮、磷吸收效率较对照分别高出93.3%和148.4%; 无性系21-3的根系氮、磷吸收效率受氮影响较小; 根系氮、磷利用效率均无显著变化。上述结果表明, ≤1.5 mm的细根的增生发育和氮、磷吸收效率的提高可能是磷高效马尾松无性系应对高氮低磷环境的重要响应机制。     

解磷菌肥不同施用方式对马尾松家系苗木根系生长及磷素营养的影响

为了探讨解磷菌肥分区施入对低磷胁迫下马尾松磷营养状况的影响，该文设置了局部和均匀施用解磷菌肥(PSB肥)的盆栽接种试验，并利用WinRHIZO Pro STD1600+根系图像分析软件、H₂SO₄-H₂O₂消煮和钼锑抗比色法研究了马尾松不同家系根系形态参数和苗木磷素吸收量对PSB肥不同施用方式的响应。结果表明：(1)局部和均匀施用PSB肥均对马尾松生长影响显著，局部施用较均匀显著增加了苗木苗高、地径、根冠比、根系和整株干物质量等主要生长指标。(2)局部施用PSB肥苗木根长、根表面积、根体积和根尖数显著增加，而均匀施用根系各参数有所增加但差异不显著；局部施用较均匀0<根系直径(D)≤0.5 mm的细根根长增加了近2倍。两种处理根系生长的差异与局部施用PSB肥造成了土壤磷素的异质性分布有关。(3)与均匀施用PSB肥相比，局部施用显著增加了苗木根、茎、叶及整株磷素吸收量。相关性分析表明，苗木磷素吸收量与根系形态参数、D≤1.0 mm根系根长呈显著正相关。说明局部施用PSB肥通过诱导根系的生长促进苗木...     

模拟氮沉降对低磷胁迫下马尾松不同家系根系分泌和磷效率的影响

近年来大气氮(N)沉降的增加, 导致森林土壤中有效N含量增加、N:P发生改变, 研究N沉降对低磷(P)胁迫下林木根系分泌和P效率的影响具有重要意义。该文以马尾松(Pinus massoniana)家系作为试验材料, 设置模拟N沉降与同质低P (介质表层与深层均缺P)、异质低P (介质表层P丰富、深层缺P)耦合的二年生盆栽实验, 系统研究了模拟N沉降对低P胁迫下马尾松根系分泌性酸性磷酸酶(APase)活性、有机酸分泌以及P效率的影响。结果表明: (1)同质低P和异质低P下, 模拟N沉降均显著提高了植株N:P化学计量比、增加了P素的相对匮乏程度, 从而诱导根系增加了APase和有机酸的分泌, 而同质低P比异质低P下增加幅度更大, 其中有机酸分泌均与马尾松生长呈正相关关系, 而APase活性与P效率相关性较小; (2)同质低P下, N沉降虽然增加了根系分泌, 但未提高马尾松P素吸收和生长量, 其原因在于, 同质低P下植株N:P过高, 因而植株对N沉降敏感性低; 在异质低P下, 植株表现为N、P共同限制, 因而对N敏感性较高, N沉降增加了根系分泌, 同时提高了N和P吸收效率、增加了生物量; (3)马尾松根系分泌对模拟N沉降的响应存在较大的家系差异。同质低P下, 家系71×20的有机酸分泌和生物量对N沉降的响应幅度较大; 异质低P下, 家系36×29、71×20和73×23对N沉降的响应幅度较大。     

模拟氮沉降对低磷胁迫下马尾松生长和磷效率的影响

近年来大气N沉降日趋严重,导致森林土壤有效N含量增加,N/P发生改变,将会影响低P胁迫下林木的生长发育和P效率.本文以马尾松家系为研究对象,设置模拟N沉降与同质低P(介质表层与深层均缺P)、异质低P(介质表层P丰富、深层缺P)耦合的盆栽试验,研究N沉降对马尾松生长性状以及P吸收和利用效率的影响.结果表明： 同质低P下,模拟N沉降对马尾松生长性状和P效率影响较小,但存在显著的N×家系互作效应,家系40×44和71×20在N沉降后生物量增加,家系36×29和73×23生物量降低;异质低P下,模拟N沉降显著增加了马尾松苗高、生物量以及P吸收效率等,其原因是促进了根系生长和表层土壤中根系分布比例的增加.不同P环境下模拟N沉降对马尾松生长的影响,还与植株N/P有关.同质低P环境下,马尾松植株N/P为13.8,植株对N敏感性低,酸性磷酸酶活性增加,但未改善马尾松生长状况.在异质低P环境中,植株N/P为9.7,模拟N沉降显著增加了苗木生物量和P吸收效率,但未显著改变酸性磷酸酶活性.     

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。     

异质低磷胁迫下马尾松家系根构型和磷效率的遗传变异

以7个马尾松(Pinus massoniana)一代种子园自由授粉家系为材料, 设置同质低磷(P)胁迫和异质低P胁迫模拟的盆栽试验, 系统研究马尾松家系对不同类型低P胁迫的适应机制和P效率变异规律。结果表明, 参试马尾松家系的苗高、地径和生物量等P效率指标均表现出显著的家系变异, 主要P效率指标的家系遗传力均较高, 干物质积累量的广义遗传力大于0.80, 揭示了马尾松P营养效率的较大遗传改良潜力。马尾松对不同类型低P胁迫的适应机制有所差异。在同质低P胁迫下, ‘3201’、‘1217’等高P效率家系的根系主要参数均高于低P效率家系, 表明整体根系参数的适应性变化是P效率和生物量形成的决定因素。在异质低P胁迫下, 高P效率马尾松家系在表层富P介质的根系分布量、分布比例均显著增加, 表层根系参数与马尾松家系P效率呈显著正相关, 揭示根系空间构型的适应性变化是决定马尾松高P效率的重要生物学基础。表层根系生物量、表层根相对比例的家系遗传力达0.88和0.72, 证实了以马尾松根构型的适应变化为突破口, 选育具有理想根构型和较高P效率的马尾松家系。     

低磷胁迫下不同种源马尾松的根构型与磷效率

以浙江淳安、福建武平、广西岑溪和广东信宜4个代表性的马尾松种源为试材,设置异质低磷胁迫、同质低磷胁迫等不同磷素处理,研究马尾松种源感知不同类型低磷胁迫的根构型及磷效率变异规律.结果表明:无论在异质低磷还是同质低磷胁迫下,参试种源马尾松的主要生长性状和磷效率指标均存在极显著的种源间变异.异质低磷胁迫下,广东信宜、福建武平种源马尾松表现出较高的磷效率和干物质积累量,根构型发生适应性变化,富磷表层介质中的根系参数显著高于低磷效率的广西岑溪和浙江淳安种源.这是磷高效种源具有较高的磷素吸收效率和磷效率的重要机制.不同种源的表层富磷介质根系参数与其整株干物质积累量相关系数在0.95以上.同质低磷胁迫下,高磷效率种源马尾松的磷吸收率显著高于低磷效率种源,但表层介质中的根系参数和整株根系参数与整株干物质积累量的相关性较低.不同种源马尾松适应同质低磷胁迫和异质低磷胁迫的生物学机制有所差异,应有针对性地选择不同土壤磷素的森林立地并推广磷营养高效的马尾松种源.     

杉木不同家系对异质养分环境的适应性反应差异

 构建异质和同质两种养分环境,选择3个杉木(Cunninghamia lanceolata)优良家系作试验材料,并以马尾松(Pinus massoniana)为参照,通过 量化分析不同养分环境中植株生长量、干物质积累和分配、根系形态、养分吸收和利用效率等,研究杉木家系对异质养分环境的适应性反应差 异。结果表明,3个杉木参试家系对不同养分环境的生长反应差异显著,‘锦屏45’家系在异质养分环境中苗高生长量大、干物质积累量多、根 系发达,而‘龙15’和‘靖398’两个家系则在同质养分环境中表现较好。 杉木不同家系的根系均主要在异质养分环境之贫养斑块中大量增生 ,根系形态可塑性与觅养精确性较低。作为参照的马尾松,对异质养分环境反应敏感,根系广布性大、觅养精确性高。在3个参试杉木家系中, ‘龙15’和‘靖398’对异质养分环境的生长反应敏感度低,根系生理可塑性一般,而‘锦屏45’对异质养分环境的生长反应敏感度较高,根系 生理可塑性较高。试验观测到不同杉木家系在异质养分环境中根系N、P、K吸收效率通常低于同质养分环境。在富养斑块中的根系养分吸收效率 明显低于贫养斑块,这与马尾松在富养斑块中根系养分吸收效率较高有很大的差异。然而杉木家系在富养斑块中根系的养分含量却不同程度地 高于贫养斑块或与之相 近。‘锦屏45’家系在异质环境中生长表现显著地优于同质养分环境,除因其具有较高的根系生理可塑性外,还与较多 比例的干物质和营养元素分配至地上部分、根冠比较少有关。     

黄土丘陵区撂荒群落演替序列种根系对氮素施肥方式和水平的形态响应

采用盆栽试验,研究了黄土丘陵区撂荒群落演替序列种(即,黄土丘陵区摞荒群落演替主要阶段的优势种)根系对氮素施肥方式和水平的形态响应,对了解我国氮沉降增加背景下的群落生态效应及人为施肥干扰促进植被恢复具有较好的理论和实践意义。测试并分析了6个演替序列种在不同施氮方式(匀质和异质施氮)和水平(高、低和无氮对照)条件下植株个体生物量指标(地上及地下生物量和根冠比)、根系形态指标(根长、直径、表面积、比根长和比表面积)的变化及其差异显著性;并且利用根钻法和单样本T检验比较了异质施氮方式下施氮斑块与不施氮斑块根系形态指标的差异。结果表明:1)6种演替序列种地上、地下生物量和根冠比存在种间固有差别,施氮方式和水平整体上对三者无显著影响;施氮方式和植物种类对根冠比存在显著交互作用,说明个别种的根冠比对施氮方式响应明显,其中猪毛蒿根冠比在异质施氮方式下显著高于匀质施氮。2)6种演替序列种根系塑形指标包括比根长、比表面积和直径存在种间差别,并且施氮水平对比根长影响显著,高、低施氮水平下比根长都显著低于不施氮对照。3)狗尾草和铁杆蒿分别在异质高氮和异质低氮条件下施氮斑块根系生物量密度显著高于未施氮斑块;猪毛蒿在异质高氮条件下施氮斑块发生了更多的伸长生长,其根长、根表面积、比根长和比表面积在施氮斑块中的密度显著高于未施氮斑块;猪毛蒿和狗尾草在异质高氮条件下,以及白羊草在异质低氮条件下,其根系直径在施氮斑块显著小于未施氮斑块。从根系形态变化敏感性和施氮对促进植物生长来看,演替过程中演替序列种对施氮响应的敏感性总体上呈降低趋势,前期种对施氮响应更敏感,从施氮获利也更多,因而恢复前期进行人为干扰促进植被恢复效果也会更好。     

马尾松组培苗对氮素形态的生长响应

马尾松属高氮需求树种,然而在苗木培育中马尾松对氮素,尤其是不同形态氮素的需求尚不明确。该文以马尾松组培苗为试验材料,采用基质培养方法,针对硝态氮、铵态氮两种氮素形态均分别设置了2、4、8、16 mmol·L~(-1)4个处理,以不添加氮素为对照,对苗木的高径生长、根构型参数(总根长、总表面积、总体积、平均直径和根尖数)以及生物量的变化进行了分析。结果表明:(1)在2～8 mmol·L~(-1)硝态氮处理下,除根冠比外,苗高、地径、根构型参数、生物量均不低于对照,其中以2 mmol·L~(-1)水平下苗木生长效果最好,苗高、地径、根构型参数、生物量均高于对照;在16 mmol·L~(-1)硝态氮处理下,苗高、总根长与根尖数低于对照。(2)在2～16 mmol·L~(-1)供试范围内,铵态氮处理下的苗木根冠比小于对照,但其苗高、地径、根构型参数、生物量均不低于对照,整体上以4 mmol·L~(-1)处理下的苗木生长表现最佳。(3)在任一供氮水平,除根冠比和2mmol·L~(-1)处理下的根总表面积与根尖数在两种氮素形态间无明显差异外,铵态氮处理下的苗木生长情况显著优于硝态氮处理,这说明马尾松组培苗偏好于吸收和利用铵态氮。综上结果表明,外施硝态氮、铵态氮均能促进马尾松组培苗生长,但需控制在适宜浓度范围内,其中以2 mmol·L~(-1)硝态氮和4 mmol·L~(-1)铵态氮处理效果较佳。高浓度硝态氮会抑制苗木高度及根系发育,且在相同施肥水平下,对苗木生长的促进效果大多弱于铵态氮。因此,今后为达到培育优质壮苗和提高肥效、减少肥害的目的,可考虑使用铵态氮肥。     

竞争对马尾松和木荷觅取异质分布养分行为的影响

为了研究邻株竞争对马尾松(Pinus massoniana)和木荷(Schima superba)觅取异质分布养分机理和行为的影响, 我们设计单植、双株纯栽和两株混植3种栽植方式, 构建了同质和异质养分环境开展盆栽实验。结果表明: 单植时, 马尾松和木荷苗木生长对斑块养分反应敏感, 与同质养分环境相比, 两树种在异质养分环境中具有苗高生长量大、干物质积累量高、根系在富养斑块中大量增生, 根系N、P含量和吸收效率高等特点。在异质养分环境中, 木荷与马尾松邻株竞争时的生长表现优于双株纯栽模式而与单植处理相近, 根系形态可塑性和生理可塑性在其觅取斑块养分中的作用显著增强; 与木荷邻株竞争时, 马尾松苗高生长也表现出较单植和双株纯栽模式一定的优势, 这与其根系的广布性、觅养精确性和反应敏感度变化较小及富养斑块中根系P素含量和吸收效率较高等有关。相反, 同种邻株竞争则使得异质养分环境中马尾松和木荷的根系广布性减小, 反应敏感度减弱, 富养斑块中根系N、P含量降低, 苗高生长量和干物质积累量减小。与马尾松相比, 同种邻株竞争对异质养分环境中木荷生长的负向影响更为强烈。建议在生产中采用混交造林的方式促进马尾松和木荷生长。若要营造人工纯林, 可通过适当降低初植密度或及时调控林分密度促进林木生长。     

1973-2009年中国玉米品种演替过程中根系性状及其对氮的响应的变化

根系在氮素高效吸收过程中起重要作用,但人们对玉米育种过程中不同年代杂交种的根系生长特性及其对氮素供应的响应了解较少．选用中国1973．2009年育成的11个代表性玉米品种,在水培体系下研究了正常供氮（4retool／L）和低氮（0．04mmol／L）下根系与地上部生长差异．结果表明,与低氮处理相比,正常供氮降低根干重、根冠比和根系相对生长速率,但增加总根长和侧根长．对于20世纪90年代之前育成品种,供氮还降低总轴根长．氮处理不影响种子根数．随育种年代演进,地上部相对生长速率表现明显增加,不同氮水平下表现一致．但是,根系相对生长速率仅在正常供氮条件下表现出与育成年代线性相关．相应地,只在正常供氮条件下玉米总根长、侧根长、轴根长表现为随育成年代增加而明显增加．因此,在过去36年的玉米育种进程中,玉米地上部生长势在不同氮供应水平下均得到提高,而根系生长则只在正常供氮条件下得到提高．进一步改良根系在低氮环境下的生长能力可能提高现代玉米品种的氨吸收效率．     

异质养分环境下不同树种觅养行为与光照条件的关系

设计光照和养分环境的析因组合盆栽试验,研究不同光照条件下马尾松、木荷和马褂木对异质养分环境的生长适应性反应及觅养行为差异.结果表明:全光照下马尾松和木荷在异质养分环境中较同质养分环境具有较大的生长优势,其根系干物质量分别增加达99.5%和66.7%,而马褂木在同质养分环境中生长表现较好.遮阳处理显著改变了木荷根系的广布性、觅养精确性及养分吸收效率,降低了其在异质养分环境中的生长优势;遮阳对马尾松觅养行为的影响不如木荷显著,其在异质养分环境中的生长仍保持一定的优势,推测与马尾松在富养斑块中有明显的根系增生和较高的养分吸收效率有关;遮阳对马褂木的觅养精确性和反应敏感度的影响相对较小,未改变其对养分环境的生长反应式样.马尾松、木荷和马褂木不仅在根系觅养机制及觅养行为上具有显著遗传差异,而且受光照条件影响变化的模式也各不相同,因此人工造林时应实施不同的栽培技术措施来提高林分生产力.     

汞胁迫下氮磷减施及铁膜形成对水稻幼苗根系生长的影响

以水稻(绿旱1号)为供试材料,通过对根系形态及生物量分配的测定,探索了汞胁迫下水稻根系生长对缺氮、缺磷和铁膜诱导的响应。结果发现:减少氮、磷供应和铁膜诱导均可促进水稻根系的生长,其中根长分别提高了35.8%、75.3%、102.2%,根表面积分别提高了46.6%、47.8%、60.8%,根冠比分别从对照组的22.1%提高到29.9%、27.3%、28.23%。与此同时,在汞胁迫条件下(0.5 mg Hg(II)·L-1),减少氮、磷供应及铁膜诱导的处理对水稻根系生长的影响没有达到显著水平。单独的汞胁迫处理对水稻根系的生长有抑制作用,但效果并不显著。另一方面,在汞胁迫且减少氮磷施用的条件下,进行铁膜诱导能够促进根系的生长,表现为:铁膜诱导处理提高了汞胁迫下缺氮水稻的根长,增幅为64.6%;对于汞胁迫下的缺磷水稻,铁膜的形成对根长、根表面积、根尖数均有提高作用,增幅分别为74.9%、56.5%和94.7%。研究表明:汞胁迫对水稻根系的生长有抑制作用,减弱了水稻根系对养分缺乏的响应,而铁膜的生成可以在一定程度上减弱汞离子对根系的危害。     

施氮对木荷3个种源幼苗根系发育和氮磷效率的影响

以浙北、闽北和赣南3个木荷有代表性的种源作为试验材料,通过人工控制施氮来研究氮沉降对林地贫瘠土壤上木荷幼苗生长和氮磷效率的影响.实验分为4个处理组,分别人工喷施NH4NO3溶液0、50、100和200 kg N hm-2·a-1.结果表明:氮沉降对木荷幼苗生长产生了不同程度的促进作用.木荷幼苗根系干物质重、总长、平均直径、根总表面积和总体积增加了33％-73％,其中＞0.5mm直径的根系生长最为显著,根系呈粗壮舒张型.随氮水平的提高,氮磷吸收效率与根系总长、根系体积、根系平均直径和总表面积相关性增强.在中氮水平下,木荷幼苗根系氮吸收效率受＞0.5mm根长的作用显著,而磷吸收效率与≤0.5mm,0.5-1.0mm和≥1.0mm 3种直径根系根长均显著相关.木荷种源间差异显著,福建建瓯种源根系发达,氮磷的利用效率更高,低氮水平对其根系生长促进作用显著;浙江杭州种源在低氮水平下,地上部分生长促进作用显著,苗高和地径较对照分别增长34％和26％,而根系生长发育迟缓,对氮素响应迟钝;低氮促进江西信丰种源整体增长,但随氮水平提高,地下部生长抑制加强.     

铝胁迫对马尾松幼苗根系形态及活力的影响

采用砂基栽培,研究不同铝胁迫强度(0、50、100、150、200μmol.L-1)和胁迫时间(30d、60d和100d)条件下,对马尾松(Pinus massoniana)幼苗单株根长、根干重、根系质膜透性、根系吸收总面积、活跃吸收面积和根系活力的影响。结果表明:低水平胁迫(0~50μmol.L-1)对马尾松幼苗根系生理指标影响较小;中等水平胁迫(100μmol.L-1)是马尾松根系生长和活力变化的转折点;重度胁迫(150~200μmol.L-1)条件下,根系生理指标呈现大幅度下降变化趋势。根长、根质量、质膜透性和根系活力可作为马尾松幼苗根系受铝毒害的鉴定指标。短时间(30d)根际供铝,马尾松幼苗适应能力较强,根系生长抑制不明显;栽培30d以上时,马尾松根部对铝胁迫的响应随胁迫时间的增加而加剧。     

不同氮磷添加浓度对豆科3种树木幼苗生长及生物量分配的影响

选取海南尖峰岭热带山地雨林中不同功能类群的豆科树木幼苗(代表低氮需求的长脐红豆Ormosia balansae Drake、中氮需求的荔枝叶红豆Ormosia semicastrata Hance f. litchifolia How和高氮需求的猴耳环Archidendron clypearia (Jack) I. C. Nielsen)为对象,设置5个浓度梯度的氮(N)添加和2个浓度梯度的磷(P)添加养分控制实验,研究苗木的生长表现。结果显示:(1)氮添加条件下,3个树种幼苗的苗高、总叶面积、根长、根表面积、生物量5个指标对中高浓度氮添加的敏感性大小均为长脐红豆猴耳环荔枝叶红豆;其中,叶总面积对氮肥浓度变化的响应最敏感,长脐红豆的根长、根表面积以及猴耳环根长的响应敏感性次之。(2)长脐红豆和猴耳环幼苗的根冠比受氮肥添加浓度的影响不显著;荔枝叶红豆幼苗的根冠比则随氮肥添加浓度的升高而增大,这种适应策略反映出荔枝叶红豆幼苗对添加中高浓度氮肥有较强的耐受能力。(3)磷添加条件下,长脐红豆和猴耳环幼苗的生长速率为低磷高磷,表明这2个树种在幼苗阶段为低氮、低磷需求;荔枝叶红豆在低氮处理下的生长速率为高磷低磷,表明该树种幼苗阶段为低氮、高磷需求。     

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     

Sex-specifically responsive strategies to phosphorus availability combined with different soil nitrogen forms in dioecious Populus cathayana

雌雄青杨不同氮形态下性别差异性的磷利用策略 磷的吸收和利用效率对植物生长和产量尤为重要。然而,在不同氮形态下,雌雄异株植物对土壤磷的吸收和利用策略尚不清楚。本论文研究了雌雄青杨(Populus cathayana)在低氮、硝态氮和铵态氮下对 土壤磷的吸收和利用策略。研究结果表明,在较高的土壤供磷条件下,青杨雌株在两种氮形态下较雄株而言,均具有较高的生物量、根长密度、比根长和地上磷含量。此外,在正常供磷条件下,与硝态氮相比,青杨雌株在铵态氮的供应下具有更长的根系、更大的根长密度和比根长,而具有较少的根尖数。相比而言,在低磷条件下,青杨雄株在两种氮形态下均具有较小的根系、较大的叶片光合磷的利用效率以及较高的磷的再转运潜力。而且,青杨雌株在硝态氮条件下与铵态氮相比,具有较高的应对低磷潜力。在低磷条件下,铵态氮下青杨雄株叶片磷的光合利用效率和叶片磷再转运潜力明显高于硝态氮。这些结果表明,在正常供磷条件下,青杨雌株较雄株而言,具有更强的磷吸收能力及较高的生物量,尤其在硝态氮条件下;相比而言,青杨雄株在两种氮形态下较雌株而言,具有更有效的磷的利用效率,从而具有较高的对磷缺乏的忍耐能力。