P高效利用杉木無性系適應環(huán)境磷脅迫的機制研究.pdf

1、本文針對南方林區(qū)土壤有效磷低但全磷豐富的特點，從提高杉木對林地磷素的利用效率入手，通過對我國杉木中心產(chǎn)區(qū)不同杉木無性系子代測定林生長和磷素利用特性的全面調(diào)查，進行不同杉木無性系子代測定林生長和P素利用效率的比較研究，在此基礎上初步篩選出P高效利用杉木速生無性系。利用初選的12個P高效利用速生杉木無性系為研究對象，通過均一性磷脅迫模擬試驗，分析不同杉木無性系對環(huán)境低磷脅迫的形態(tài)學和生理學響應差異，探討P高效利用杉木無性系適應低磷脅迫內(nèi)在機

2、制，進一步篩選對土壤難溶性磷活化能力高和耐低磷能強的P高效利用杉木無性系。最后利用對土壤難溶性磷活化能力高和耐低磷能強的2個P高效利用杉木無性系進行異質(zhì)供磷脅迫模擬試驗，通過設計不同鈣梯度低磷水培處理，通過異質(zhì)供磷脅迫條件下杉木無性系形態(tài)學和生理學特異性指標的測定，探討鈣在P高效利用杉木無性系對環(huán)境低磷脅迫信號感受中的作用，分析P高效利用杉木無性系適應環(huán)境磷脅迫的內(nèi)在機制，為揭示杉木耐低磷營養(yǎng)性狀的生態(tài)遺傳和完善林木營養(yǎng)遺傳學方法提供科

3、學依據(jù)。主要的研究結(jié)果如下： 1、7年生84個不同杉木無性系子代測定林的生長存在明顯差異。 2、17年生45個不同杉木無性系子代測定林的生長存在明顯差異。 3、17年生不同杉木無性系的全樹P利用效率平均為4886.67 g·g-1。 4、初選21個P高效利用杉木速生無性系在不同P處理條件下根系生長差異明顯。 5、初選21個P高效利用杉木速生無性系在不同P處理條件下生物量差異較大。 6、不同

4、P處理對初選21個P高效利用杉木無性系體內(nèi)P素積累與分布影響不同。 7、不同P處理對不同杉木無性系P素利用效率的影響存在差異。 8、隨著低磷脅迫時間的延長，參試21個不同杉木無性系葉綠素總量的平均值表現(xiàn)出先快速增加，再緩慢增加的趨勢；鐵磷處理表現(xiàn)出同樣變化規(guī)律。缺磷處理中，葉綠素總量先迅速增加，后增加速度變緩，最后減小。鐵磷處理的脅迫末期，M3、M18、M24和M102號杉木無性系葉綠素總量的增幅比正常供磷處理大。缺磷處

5、理的脅迫末期僅有M5、M18和M41等3個杉木無性系葉綠素總量增幅比正常供磷處理大。 9、低磷脅迫越嚴重，杉木葉片MDA含量升高越快。隨著試驗時間的延長，正常供磷處理中參試21個不同杉木無性系葉片MDA含量的平均值表現(xiàn)為先緩慢下降，再較大幅度下降，最后緩慢增加的變化趨勢；鐵磷處理變化規(guī)律與正常供磷處理相似；缺磷處理表現(xiàn)出不同變化規(guī)律：先緩慢上升，再急劇下降，最后緩慢增加。與正常供磷處理的脅迫末期相比，鐵磷處理中M4、M19、M3

6、9、M102、M211和M302葉片MDA含量增幅較小，；缺磷處理中是M4、M5、M11、M18、M37、M38、M48和M211葉片MDA含量增幅較小。 10、隨著試驗時間的延長，不同P處理中參試21個杉木無性系葉片可溶性蛋白含量的變化表現(xiàn)出相似的規(guī)律：升高→下降→緩慢下降至脅迫前水平。 11、隨著試驗時間的延長，鐵磷處理和缺磷處理條件下初選21個P高效利用杉木速生無性系葉片APA活性的平均值的變化規(guī)律與正常供磷處理相

7、似：緩慢下降→升高→下降至較低水平的變化規(guī)律。 12、初選21個P高效利用杉木速生無性系在不同P處理條件下干物質(zhì)積累與各生理學指標之間相關(guān)性不強，但與不同形態(tài)學指標密切相關(guān)。 13、參試21個杉木無性系中M39號杉木無性系在有效磷匱乏全磷豐富的環(huán)境中適應性較強，且能保持較高的生物量積累速度，對P素的利用效率也較高，屬于P高效利用杉木速生基因型；而M3、M4、M18、M19和M38的PUE較高但生物量產(chǎn)量較低，M1、M8、

8、M9、M11、M17和M302具速生豐產(chǎn)特性，但PUE較低，可見這11個杉木無性系的開發(fā)潛力大，建議加強改良研究。 14、不同異質(zhì)供磷處理對M1和M4號杉木無性系根系生長的影響差異明顯。 15、不同異質(zhì)P處理對M1和M4號杉木無性系體內(nèi)P素分布的影響不同。 16、不同異質(zhì)供磷處理對M1號和M4號杉木無性系PUE的影響差異較大。 17、不同異質(zhì)供P處理對M1和M4號杉木無性系各生理指標的影響差異明顯。

9、 不同異質(zhì)供P處理對M4號杉木無性系各生理指標影響的差異表現(xiàn)為：不同P處理葉綠素含量均表現(xiàn)出升高→降低→緩慢升高的變化規(guī)律，其中缺磷處理變化幅度很小。葉片MDA含量變化規(guī)律的差異：不同處理均表現(xiàn)出緩慢升高→降低的變化趨勢，其中正常供磷處理降幅最大，缺磷處理最小。葉片可溶性蛋白含量變化規(guī)律的差異：不同處理均隨著脅迫時間的延長，表現(xiàn)出先快速升高，再逐漸降低的變化趨勢。葉片APA活性變化規(guī)律的差異：不同P處理均表現(xiàn)為緩慢變化之后，快速增強，