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、以細胞工程技術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，探討來自細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，探討利用細胞工程技術創(chuàng)造玉米新種質的可能性。將自交系99043、99038和齊319播在裝有黃沙的塑料盆中進行耐低磷特性測定。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)缺磷癥狀的時間晚，發(fā)生50％植株死亡所需的時間長。 以齊319耐低磷突變體99043為材料，采用溶液培養(yǎng)方法研究了它們對磷的吸收、轉運及植株體內(nèi)磷的利用效率，進而確定在低磷脅迫下其對根系形態(tài)學和生理生化機制的適應性反應。結果表明，磷脅迫下(一P)與齊319相比自交系99043有較強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、根總表面積、平均根尖數(shù)均明顯增加，而平均直

3、徑減?。辉谂c磷吸收效率有關的生理指標上，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力學上表現(xiàn)出較大的Imax和較低的Km、Cmin。因此認為，自交系99043對磷具有高的吸收效率是由于根系生長旺盛，根系吸收面積大、根系活力強和對磷親和力高所致。酸性磷酸酶可作為玉米低磷脅迫下的適應性生理指標，但作為磷效率的評估指標有待于進一步研究。 選取以磷敏感自交系502為參照，采用沙培的方法，研究不同磷處理對苗期生長的影響

4、，以及自交系99043對難溶性磷AI-P、Ca-P、Fe-P吸收利用能力的差異。結果表明，99043和502對難溶性磷源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有較大的生物量，生長受到的影響較小。從對難溶性磷的活化能力上看，通過缺磷時吸收來自A卜P、Ca-P和Fe-P的磷來反映自交系99043活化或分解難溶性磷的能力，自交系99043對三種難溶性磷的活化能力都

5、較強，表現(xiàn)在耐低磷自交系99043吸收來自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在難溶磷較高的土壤中。 通過水培實驗對耐低磷自交系99038根系、葉片的酸性磷酸酶活性及植株體內(nèi)磷濃度進行了研究。結果表明隨著磷脅迫強度的加強，自交系99038根系、全展葉片酸性磷酸酶活性-P／+P的相對比值呈現(xiàn)增加的趨勢，根系、葉片-P／十P的酸性磷酸酶十}對比值可作為衡量自交系99038磷脅迫程度的指標。在低磷

6、處理條件下，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。因此認為有機磷可在衰老組織中分解成無機磷然后被運往幼嫩組織再利用，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時還誘導產(chǎn)生了新的同功酶帶?？磥懋敪h(huán)境缺磷時，葉片中酸性磷酸酶活性增強和根系分泌酸性磷酸酶量增加是植物適應環(huán)境缺磷的表現(xiàn)。以上結果表明細胞工程技術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