甘藍(lán)型油菜磷高效的生理機(jī)制研究.pdf

1、磷是植物生長必需的大量營養(yǎng)元素。油菜是我國重要的油料作物,它需磷多,對缺磷敏感。因此,研究油菜耐低磷脅迫的生理機(jī)理,對油菜生產(chǎn)的合理施肥和磷營養(yǎng)性狀的遺傳改良具有重要的理論和實(shí)踐意義。本文在對甘藍(lán)型油菜重組自交系群體磷效率評價(jià)的基礎(chǔ)上,篩選出磷高效基因型102和磷低效基因型105,并以此為研究材料,采用根箱、土培、水培等方法,較系統(tǒng)地研究了不同磷效率基因型對低磷脅迫的適應(yīng)性根形態(tài)變化和生理反應(yīng),探討了油菜磷高效的生理機(jī)制。獲得的主要研究

2、結(jié)果如下:
　　 1.甘藍(lán)型油菜磷高效、磷低效極端株系的篩選
　　 1.1采用兩批水培試驗(yàn)對甘藍(lán)型油菜重組自交系的135個(gè)株系進(jìn)行磷效率的評價(jià),篩選出磷效率超親本的磷高效、磷低效的典型極端株系。
　　 1.1.1重組自交系各基因型的生長表型在低磷處理下存在顯著差異,地上部干重、根干重、根冠比、根長、磷吸收效率、磷利用效率均出現(xiàn)顯著的性狀分離,在群體中呈正態(tài)分布,部分株系有明顯的超親現(xiàn)象。
　　 1.1.2

3、相對地上部干重和根干重可以作為甘藍(lán)型油菜磷效率的主要評價(jià)指標(biāo)。為了避免基因型本身遺傳因素的影響,應(yīng)綜合考慮低磷處理下基因型的絕對差異。
　　 1.2采用土培試驗(yàn)對初篩得到的典型極端株系的磷效率進(jìn)行鑒定,獲得了極端磷高效基因型102和極端磷低效基因型105。
　　 2.以磷高效基因型102和磷低效基因型105為供試材料,較系統(tǒng)的研究了甘藍(lán)型油菜磷高效的生理機(jī)制
　　 2.1根系形態(tài):低磷處理下,磷高效基因型102擁

4、有較為發(fā)達(dá)的根系,其總根長、根表面積及根體積均顯著高于磷低效基因型105,為其從環(huán)境中吸收較多的磷、增加磷的吸收效率提供了基礎(chǔ)。
　　 2.2根系磷吸收動(dòng)力學(xué):低磷處理下,磷高效基因型102具有較高的磷凈吸收速率,且低磷預(yù)處理下的Imax顯著高于磷低效基因型105,而Cmin顯著小于磷低效基因型105,表明在低磷條件下,磷高效基因型的磷吸收速率較大,對低磷環(huán)境的耐性較強(qiáng)。
　　 2.3根系分泌的質(zhì)子和有機(jī)酸:低磷處理下,

5、磷高效基因型102比磷低效基因型105根系分泌較多的質(zhì)子和有機(jī)酸,從而具備較強(qiáng)的活化利用土壤難溶性無機(jī)磷的能力。
　　 2.4根系分泌的酸性磷酸酶:低磷處理下磷高效基因型102根系分泌的酸性磷酸酶活性顯著高于磷低效基因型105,表明其能夠水解礦化更多的土壤有機(jī)磷,因此吸收利用土壤有機(jī)磷的能力較強(qiáng)。
　　 2.5體內(nèi)酸性磷酸酶活性:低磷條件下甘藍(lán)型油菜葉片酸性磷酸酶活性被誘導(dǎo)顯著升高,且與植株體內(nèi)無機(jī)磷含量呈負(fù)相關(guān)。磷低效

6、基因型105的磷吸收效率較低,但具有較高的酸性磷酸酶活性,從而水解較多的體內(nèi)有機(jī)磷,提高了磷的再利用效率。
　　 2.6光合特性和光合產(chǎn)物的差異:低磷脅迫下磷高效基因型102的光合作用較強(qiáng),新葉中的蔗糖含量高于磷低效基因型105,而老葉中蔗糖無顯著差異；磷高效基因型102老葉中較高的Pi濃度能使葉綠體中的磷酸丙糖轉(zhuǎn)化為較多蔗糖并運(yùn)往幼嫩器官,為植物生長提供較多的碳源。
　　 2.7體內(nèi)磷轉(zhuǎn)運(yùn)能力的差異:低磷處理下磷高效基

7、因型102的籽粒產(chǎn)量和磷累積量均高于磷低效基因型105,表明其能將吸收的磷較多的轉(zhuǎn)運(yùn)分配到籽粒中。
　　 2.8低磷處理下,磷高效基因型102的磷利用效率較低,因此其磷高效主要是其磷吸收效率較高的結(jié)果。
　　 綜上所述,甘藍(lán)型油菜磷高效主要表現(xiàn)在磷的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn),具體表現(xiàn)在低磷脅迫下磷高效基因型具有較發(fā)達(dá)的根系,較強(qiáng)的活化土壤難溶性無機(jī)和有機(jī)磷的能力,以及較高的磷吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)活性,從而具有較強(qiáng)的光合作用能力。相比之下,低磷脅