大麦磷高效种质资源筛选及生理特性研究

摘要

磷是植物生长必需的营养元素之一，也是植物体内重要化合物的组成成分，又以多种方式参与植物体内的各种生理和代谢过程，在农业生产中具有不可替代的作用。但是，磷肥是一种不可再生资源，农业中为了提高产量而提高磷肥的施用量，不仅浪费资源，又会带来很多环境问题。有许多研究表明，不同植物或同一植物的不同基因型对磷的吸收利用能力存在差异。因此，利用科学手段筛选和培育对土壤磷利用率高，活化土壤中非有效态磷能力强的新作物品种具有重要的意义。
　　 本文通过水培实验对蒙克尔、Alexis、甘啤4号等68个大麦品种资源在正常磷和缺磷条件下的生长状况进行比较，利用植株相对生物量、相对根冠比和相对利用效率进行磷高效大麦品种的初步筛选，对筛选出的磷高效和磷低效品种进行进一步的生理特性的研究和全生育期验证。结果表明：
　　 1.通过水培实验发现，在缺磷条件下，植株生物量减少，根冠比增大，利用效率增大。本文根据植物的相对生物量、相对根冠比和相对磷利用效率为指标筛选出了Alexis、蒙克尔两个磷高效基因型和甘啤4号、g-23、广麦7号、新啤2号、EF(98-2)、C-13五个磷低效基因型。
　　 2.通过砂培实验发现，在缺磷条件下，磷高效基因型叶片中的MDA含量、SOD、POD、和CAT活性的变化幅度均小于磷低效品种，说明磷高效基因型具有较强的清除活性氧自由基的能力，能够防止膜脂过氧化，避免植物细胞膜损伤，而磷低效基因型在缺磷胁迫下容易受到伤害。
　　 3.通过水培实验对大麦根系形态学特征的研究发现，在缺磷胁迫下，大麦根系通过改变根数、根长、根体积等来适应逆境环境。磷高效基因型往往比低效基因型具有更大根长和更大根体积。
　　 4.通过砂培实验对大麦叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素含量的研究发现，缺磷条件下，磷高效基因型大麦的叶绿素含量下降的幅度小于磷低效基因型大麦品种，说明磷高效基因型对磷素利用能力强，受到的伤害小。
　　 5.通过土培实验对不同磷效率基因型大麦进行全生育期鉴定，结果证明，磷高效基因型大麦对在各个生育期和成熟期大麦植株各个部分的磷含量都大于磷低效基因型。在各生育期的进程中，正常磷条件下大麦植株磷累积量呈递增趋势，在磷胁迫条件下大麦植株磷累积量急剧下降，但是磷高效基因型大麦的下降幅度小于磷低效基因型。说明在大麦生长后期磷胁迫使大麦品种的磷素吸收能力降低。