低磷脅迫下耐低磷玉米自交系生理生化特征的初步研究.pdf

1、以細(xì)胞工程技術(shù)獲得的耐低磷玉米自交系99043、99038及玉米骨干自交系齊319為材料，利用水培／沙培等方法，探討來(lái)自細(xì)胞工程的耐低磷自交系的形態(tài)和生理生化特征，初步揭示不同耐低磷自交系的機(jī)制，為在農(nóng)業(yè)上篩選、培育磷高效育種材料提供理論依據(jù)和育種材料，探討利用細(xì)胞工程技術(shù)創(chuàng)造玉米新種質(zhì)的可能性。將自交系99043、99038和齊319播在裝有黃沙的塑料盆中進(jìn)行耐低磷特性測(cè)定。自交系99043、99038與齊319相比表現(xiàn)出明顯的耐低磷

2、特性，即與自交系齊319相比葉片出現(xiàn)缺磷癥狀的時(shí)間晚，發(fā)生50％植株死亡所需的時(shí)間長(zhǎng)。 以齊319耐低磷突變體99043為材料，采用溶液培養(yǎng)方法研究了它們對(duì)磷的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及植株體內(nèi)磷的利用效率，進(jìn)而確定在低磷脅迫下其對(duì)根系形態(tài)學(xué)和生理生化機(jī)制的適應(yīng)性反應(yīng)。結(jié)果表明，磷脅迫下(一P)與齊319相比自交系99043有較強(qiáng)的磷吸收能力和利用效率；磷脅迫下99043、齊319的根系干重、總根長(zhǎng)、根總表面積、平均根尖數(shù)均明顯增加，而平均直

3、徑減??；在與磷吸收效率有關(guān)的生理指標(biāo)上，99043具有更大的根的總吸收面積、活躍吸收面積以及在磷吸收動(dòng)力學(xué)上表現(xiàn)出較大的Imax和較低的Km、Cmin。因此認(rèn)為，自交系99043對(duì)磷具有高的吸收效率是由于根系生長(zhǎng)旺盛，根系吸收面積大、根系活力強(qiáng)和對(duì)磷親和力高所致。酸性磷酸酶可作為玉米低磷脅迫下的適應(yīng)性生理指標(biāo)，但作為磷效率的評(píng)估指標(biāo)有待于進(jìn)一步研究。 選取以磷敏感自交系502為參照，采用沙培的方法，研究不同磷處理對(duì)苗期生長(zhǎng)的影響

4、，以及自交系99043對(duì)難溶性磷AI-P、Ca-P、Fe-P吸收利用能力的差異。結(jié)果表明，99043和502對(duì)難溶性磷源Al-P、Ca-P、Fe-P吸收利用能力存在較大差異。從苗期生物量上可以看出自交系99043在3種難溶性磷為唯一磷源時(shí)有較大的生物量，生長(zhǎng)受到的影響較小。從對(duì)難溶性磷的活化能力上看，通過(guò)缺磷時(shí)吸收來(lái)自A卜P、Ca-P和Fe-P的磷來(lái)反映自交系99043活化或分解難溶性磷的能力，自交系99043對(duì)三種難溶性磷的活化能力都

5、較強(qiáng)，表現(xiàn)在耐低磷自交系99043吸收來(lái)自3種難溶性磷源的磷總量均大于502，因此99043在生產(chǎn)上可能更適宜于生長(zhǎng)在難溶磷較高的土壤中。 通過(guò)水培實(shí)驗(yàn)對(duì)耐低磷自交系99038根系、葉片的酸性磷酸酶活性及植株體內(nèi)磷濃度進(jìn)行了研究。結(jié)果表明隨著磷脅迫強(qiáng)度的加強(qiáng)，自交系99038根系、全展葉片酸性磷酸酶活性-P／+P的相對(duì)比值呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，根系、葉片-P／十P的酸性磷酸酶十}對(duì)比值可作為衡量自交系99038磷脅迫程度的指標(biāo)。在低磷

6、處理?xiàng)l件下，自交系99038根基、老葉組織內(nèi)酸性磷酸酶活性明顯高于根尖、新葉。因此認(rèn)為有機(jī)磷可在衰老組織中分解成無(wú)機(jī)磷然后被運(yùn)往幼嫩組織再利用，酸性磷酸酶起到了重要作用。磷脅迫下不僅可使根系分泌的酸性磷酸酶的活性有所增加，而且-P時(shí)還誘導(dǎo)產(chǎn)生了新的同功酶帶?？磥?lái)當(dāng)環(huán)境缺磷時(shí)，葉片中酸性磷酸酶活性增強(qiáng)和根系分泌酸性磷酸酶量增加是植物適應(yīng)環(huán)境缺磷的表現(xiàn)。以上結(jié)果表明細(xì)胞工程技術(shù)是獲得玉米耐低磷突變體的有效途徑，它不僅為玉米磷高效育種提供了更