两个不同磷效率甘蓝型油菜品种磷吸收利用的差异性机理研究

摘要

磷是植物生长必需的营养元素之一，而油菜对低磷反应极为敏感，该研究目的在于进一步理解和揭示甘蓝型油菜磷高效的生理机理，为研究甘蓝型油菜磷营养高效的遗传和分子生物学基础提供依据。 该研究利用盆栽试验，根箱试验和水培试验，以甘蓝型油菜磷高效品种97081和磷低效品种97009为材料，研究了两个品种在磷正常和低磷胁迫下，植株生长，根系形态，磷的吸收利用，酸性磷酸酶活性以及根际土和非根际土无机磷分级等方面的内容，主要结论如下： 1.磷高效品种具有适应低磷胁迫的生物学特性对盆栽试验苗期、蕾苔期和根箱试验两个品种的生长状况进行调查，发现在不同磷水平下，磷高效品种97081的生长状况均优于磷低效品种97009，具体表现为：97081与97009比出叶速度快，叶片数多，生长较快，叶面积大、抽苔较早，而且根系也较97009发达，因而导致97081干物质量高于97009，较早完成其生活史。说明磷高效品种97081具有适应低磷胁迫的生物学特征，表现磷高效。 2.磷高效品种具有较强的磷吸收利用能力盆栽试验分苗期和蕾苔期不同部位取样，根箱在蕾苔期收获，也分不同部位取样，分析样品磷含量。发现在不同磷水平下，磷高效品种97081植株体内磷含量均低于97009，说明97081单位磷可以建成较多的干物质，有较强的磷利用效率。用磷含量和干物质量的乘积求得磷累积量，发现在不同磷水平下，磷高效品种97081磷累积量高于97009，说明磷高效品种97081比97009有较强的磷吸收能力。苗期两个品种的磷含量和磷累积量差异达到显著和极显著水平，而盆栽试验蕾苔期和根箱试验的结果表现不太一致，可能是由于两个试验的外部环境温度不同的原因，可见外部环境温度是油菜表现磷高效的一个重要因素。 3.磷高效品种具有较强的磷再利用能力对水培试验的样品分不同部位取样，测定磷组分，发现低磷胁迫下，磷低效品种97009和磷高效品种97081可溶性磷占总磷的比例均表现为，下部叶＞上部叶，磷高效品种97081根、上部叶和下部叶可溶性磷占总磷的比例均高于磷低效品种97009。可溶性磷占总磷的比例高，则可移动性磷比例高，供应新生叶片生长所需磷的机会多，磷高效品种97081磷的再利用能力较强。 4.磷高效品种具有较高的酸性磷酸酶活性对水培样品分不同部位取样，测定植株体内酸性磷酸酶(APase)活性，发现降低营养液的磷浓度，植株体内的APase活性增加，其中叶片APase活性增加达到显著和极显著水平，根部APase活性增加不显著，并且磷高效品种97081各个部位APase活性增加程度都较磷低效品种97009高，说明低磷胁迫时，植株体内会发生一些适应性反应，增加APase活性，有利于植株体内磷的代谢。同一品种不同部位，APase活性大小顺序为：根＞下部叶＞上部叶，根中APase的活性最高，有利于分泌到介质中，水解介质中的有机磷，使根系吸收更多的磷，下部叶的APase活性高于上部叶，这与低磷胁迫时，下部叶的可溶性磷占总磷的比例高于上部叶相吻合。说明下部叶有机磷水解较快，有利于下部叶中磷的再循环，供应上部新生叶片所需的磷。低磷胁迫时，磷高效品种97081各个部位APase活性高于磷低效品种97009，这与低磷胁迫时，97081各部位的可溶性磷占总磷的比例高于97009相吻合，说明低磷胁迫下，磷高效品种97081较磷低效品种97009磷的再利用能力强。 5.磷高效品种具有较强的活化利用难溶性磷的能力根箱试验土壤分为根际土和非根际土，对其中的速效磷和无机磷进行分级，结果表明，低磷胁迫下，磷高效品种97081根际土的速效磷浓度低于磷低效品种97009，磷高效品种97081根际土中Al-P和Ca-P浓度也低于磷低效品种97009，这可能是因为磷高效品种97081较磷低效品种97009有较强的活化吸收土壤中Al-P和Ca-P能力的原因。上述97081植株磷累积量高于97009的结果，可以作一旁证。然而其活化机理及非根际土壤中不同形态磷的变化差异还有待于进一步研究。

目录

文摘

英文文摘

1.文献综述

1.1植物对磷营养的吸收利用

1.1.1植物对土壤磷的吸收利用

1.1.2植物体内磷的运转、分配和再利用

1.2植物耐低磷的适应性机制

1.2.1植物根系形态及根构型

1.2.2植株体酸性磷酸酶活性

1.2.3植物根系对土壤中难溶性磷的活化

1.3植物耐低磷胁迫的基因型差异

1.3.1植物根系形态和根构型的差异

1.3.2植株体内酸性磷酸酶活性的差异

1.3.3植物对土壤中难溶性磷活化利用的差异

2.研究背景

2.1研究目的及意义

2.2研究内容

2.3技术路线

3.材料和方法

3.1试验材料

3.2研究方法

3.2.1盆栽实验

3.2.2根箱实验

3.3.3水培实验

3.3测定方法

3.3.1植物样磷分组测定

3.3.2土壤样品无机磷分级

3.3.3植物体内酸性磷酸酶(APase)活性的测定

4.结果分析

4.1不同磷水平对不同磷效率甘蓝型油菜生长的影响

4.1.1不同施磷处理下不同磷效率甘蓝型油菜表观性状的差异

4.1.2不同磷水平对不同磷效率甘蓝型油菜干物质的影响

4.2在不同磷处理下不同磷效率甘蓝型油菜植物体内磷吸收累积的差异

4.3低磷胁迫时不同磷效率的甘蓝型油菜磷组分的差异

4.4低磷胁迫时不同磷效率甘蓝型油菜酸性磷酸酶活性的差异

4.5不同磷效率甘蓝型油菜对土壤速效磷及各级无机磷浓度的影响

4.5.1不同磷效率甘蓝型油菜对土壤中速效磷浓度的影响

4.5.2不同磷效率甘蓝型油菜对土壤中Al-P浓度的影响

4.5.3不同磷效率甘蓝型油菜对土壤中Fe-P浓度的影响

4.5.4不同磷效率甘蓝型油菜对土壤中O-P浓度的影响

4.5.5不同磷效率甘蓝型油菜对土壤中Ca-P浓度的影响

4.5.6不同磷效率甘蓝型油菜对土壤中总无机磷浓度的影响

5.讨论

5.1不同磷水平对两个不同磷效率甘蓝型油菜品种生长的影响

5.2不同的磷处理下两个不同磷效率甘蓝型油菜磷吸收累积的差异

5.3低磷胁迫时两个不同磷效率的甘蓝型油菜品种磷组分的差异

5.4低磷胁迫时两个不同磷效率甘蓝型油菜品种酸性磷酸酶活性的差异

5.5两个不同磷效率甘蓝型油菜对土壤中各级无机磷浓度的影响

6.结论

参考文献

致谢