篩選磷高效小麥種質(zhì)的磷源液相控制釋放系統(tǒng)建立的原理和方法

1、國(guó)1997s30(2~ientricuitura三laAEmIca，i篩選磷高效小麥種質(zhì)的磷源液相控制釋放系統(tǒng)建立的原理和方法~，fl0l國(guó)掛宅亟直!李繼云。。了美國(guó)曲Gedo[[誓的袁培方法能對(duì)檀拙磷效率基因型進(jìn)行篩選與鑒定的結(jié)論關(guān)t詞：羞里翌，苧堇查墨置重蘭_素利用效率在研究植物的營(yíng)養(yǎng)特性時(shí)，常用的培養(yǎng)方法主要有土培法、液培法和砂培法。因土壤是植物生長(zhǎng)的基本介質(zhì)，所以土培法客觀可靠。但是由于土壤在空間和時(shí)問(wèn)上的變異性，并且不可能象砂

2、培或液培那樣準(zhǔn)確地控鑭其他條件，只讓所研究的某種營(yíng)養(yǎng)元素處于一定程度的脅迫狀態(tài)，因此其研究結(jié)果的推廣與應(yīng)用受到一定的限制。液培法的最大優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)培養(yǎng)介質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確有效的控制，能快速有效地就某些特性對(duì)不同基因型進(jìn)行篩選，培養(yǎng)條件可以準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行重復(fù)，弱點(diǎn)是不能研究根系形態(tài)學(xué)特征在攝取養(yǎng)分時(shí)所起的決定作用“正由于簡(jiǎn)單的葭培方法難于獲得與植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)基因型差異有密切關(guān)系的根系形態(tài)學(xué)特征等方面的信息，對(duì)于磷等在土壤中移動(dòng)性很弱的營(yíng)養(yǎng)元紊來(lái)說(shuō)，

3、簡(jiǎn)單的液培方法是難于對(duì)高效基因型和低效基因型進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定的。Get|off等曾明確指出，傳統(tǒng)的液培方法在鑒定植物不同基因型從環(huán)境中攝取磷素的能力差異方面是無(wú)效的，進(jìn)而采取砂培方法模擬土壤中磷紊釋放緩慢、擴(kuò)散受到限制的特點(diǎn)，進(jìn)行改良，創(chuàng)制了一套砂一鋁培養(yǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)分清洗、裝載和解吸三個(gè)程序，其準(zhǔn)備過(guò)程為45d。由于耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，且所需設(shè)備國(guó)內(nèi)不易獲得，盡管此方法已有效地用于對(duì)玉米等作物進(jìn)行磷高效基因型的鑒定和篩選“，但其應(yīng)用仍受到限制。本研

4、究的目的是對(duì)傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單液培方法進(jìn)行改造，即用控制釋放態(tài)磷源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水溶態(tài)磷源，以實(shí)現(xiàn)對(duì)小麥磷高效基因型的快速篩選。傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單液培方法之所以不能正確鑒別不同效率的作物磷營(yíng)養(yǎng)基因型，主要是因其磷源在各個(gè)方面與土壤條件都有很大差異。與土壤溶液相比，液培洛液的磷濃度高60~150倍，擴(kuò)散系數(shù)高10倍，但無(wú)緩沖性。因此，要使簡(jiǎn)單的液培方法對(duì)不同磷效率的基因型進(jìn)行有效鑒定，就必須改造磷潦，使其在主要特征上接近或基本接近土壤溶葭中磷素的特點(diǎn)，至少應(yīng)

5、具備有效磷濃度低，緩沖力強(qiáng)的特點(diǎn)。收藕日期1995I卜27修訂日期I996—12一10中國(guó)博士后科學(xué)基壘赍助項(xiàng)目。維普資訊72中國(guó)農(nóng)業(yè)辯學(xué)3O卷————～：＼＼：囂四己■餉鹽＼＼一i＼。—＼2030柚∞Ⅱ時(shí)一Time)圈1小蠹對(duì)不同磷譚的膏平耗竭曲戰(zhàn)Fig1Phosphateion—depletioncurvesbywheatgrownindiferentphosphorussources圖1一I與圖1II的區(qū)4在于以Caa(P0)作為

6、磷源時(shí)，溶液中同時(shí)加人了01mmol／LNaEDTA。由圖1I和圖卜II可見(jiàn)，由于EDTA的介入，便與Ca形成螯臺(tái)物，使介質(zhì)中的Ca濃度下降，從而加速了磷的釋放，使有效磷的濃度明顯提高。因此，NaHzP0的離子耗蝎曲線與Ca(P0)作為磷源的磷濃度曲線相交的時(shí)間出現(xiàn)得更早，分4為2O和28h。也由于EDTA加速了Ca(PO)中磷的釋放，所以其離子耗竭曲線與對(duì)照的濃度差顯著小于圖1I中對(duì)應(yīng)的曲線對(duì)，分相差16和20mg／L。介質(zhì)中磷濃度則

7、差異更大，分別為32和07mg／L，前者較后者高35倍。說(shuō)明EDTA使Ca(PO)2對(duì)介質(zhì)中磷濃度變化的緩沖力顯著增強(qiáng)。22筒單藏培條件下小麥不同基因型相對(duì)生物■的差異由表1可知，l8種不同小麥基因型在簡(jiǎn)單液培條件下，無(wú)論是地下部、地上部，還是整株的生物產(chǎn)量差異都極為顯著，其極靖值的差異都在27倍以上，相對(duì)生物量的差異也極為顯著，其極靖值的差異在1倍左右，尤其是地下部的差異則更大，達(dá)22704。然而由于傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單液培中磷的濃度較土壤溶液

8、高出許多倍，卻沒(méi)有任何緩沖能力，所以盡管基因型差異極為顯著，但所得結(jié)果與田間鑒定結(jié)果差異頒大，倒8O55在田間條件下生長(zhǎng)差、相對(duì)產(chǎn)量低，但在傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單液培下生長(zhǎng)卻很好。而在田間條件下生長(zhǎng)較好的百泉3039在傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單液培中卻生長(zhǎng)頗差(圖2)，所以用傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單液培方法不能對(duì)小麥基因型耐低磷能力的差異進(jìn)行客觀鑒定，這正好驗(yàn)證了Gerlof的結(jié)論。23以磷蕾養(yǎng)緩沖藏為培養(yǎng)介質(zhì)時(shí)小麥不同基因型相對(duì)生物■的差異在以無(wú)機(jī)磷Ca。(P0。)作為磷源構(gòu)