低磷胁迫下小麦根系形态特征及Apase活性

摘要

[目的]研究低磷胁迫下不同磷效率小麦基因型根系形态特征变化及生理适应机理,为挖掘影响小麦磷素吸收的主要因子和通过根系塑性提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据.[方法]以春小麦耐低磷品种(wp-35、wp-72)和磷敏感品种(wp-119)为材料,在水培条件下通过正常磷处理(0.2 mmol/L,CK)和低磷胁迫处理(0.02 mmol/L,-P),研究不同磷素水平对小麦苗期根系形态、根冠比和酸性磷酸酶(Apase)等指标的影响.[结果]低磷胁迫下的w p-35和w p-72的总根长、根表面积和根体积与对照相比无显著差异,而磷敏感品种w p-119在磷素胁迫下14 d后根系的形态特征在低磷处理下显著低于对照.w p-35和w p-72的地上部生物量、根系干质量和整株生物量在处理与对照间无显著变化,而w p-119的地上部生物量在14、21、30 d在低磷处理下显著低于正常磷处理,整株生物量在30 d时显著低于对照.磷胁迫对苗期根冠比的影响研究中,发现从14 d开始,在不同磷素水平和品种间根冠比均达到极显著差异,且w p-119在各处理间均低于w p-35和w p-72;w p-35和w p-72的根冠比在30 d时两处理间均达到显著差异,说明磷素胁迫有利于提高根冠比;对于酸性磷酸酶(Apase)在21,30 d时供试品种均在对照与处理间达到显著差异,且w p-35、w p-72的A pase均大于w p-119.在低磷胁迫下,随着时间的延长对小麦的正常生长有较大影响.主成分分析表明:总根表面积、总根体积、根的干质量、根冠比和根系Apase活性受基因型差异的影响较为明显,主成分1中最大载荷值为根冠比(0.937),主成分2中最大载荷值为地上部干质量(0.798),且主成分1的特征值和贡献率大于主成分2,因此根冠比可首选作为区分不同基因型小麦品种的重要参数.磷敏感品种通过增加总根长,根表面积,根体积,根冠比和根系A pase活性,提高根系的活性效率,以适应低磷胁迫的影响.[结论]磷胁迫能显著提高小麦的根冠比和Apase活性,主成分分析表明,根冠比可作为区分耐低磷品种和磷敏感品种的重要参数.