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不同磷效率基因型大豆的筛选及其对磷素水平的反应机理研究

作　者: 李志刚
导　师: 谢甫绨
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 大豆基因型磷效率筛选
分类号: S565.1
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

缺磷是大豆生产重要限制因素之一,改良大豆的磷效率可经济有效地解决这一问题。本研究收集了东北地区226 个大豆品种(品系),通过设置施磷(对照)和低磷两个处理,采用大田试验的方法,对参试大豆基因型的磷效率进行鉴定分类,并进行了基因型差异的形态指标和生理指标的研究。在此基础上,通过进行砂培、水培试验,探讨了不同大豆基因型间磷效率的差异,分析植株生长指标(包括鲜重、干重、地上部和地下部磷含量等)、部分根系形态学指标(包括总根长、根表面积)以及部分生理参数(包括可溶性蛋白浓度、酸性磷酸酶活性和可溶性磷浓度)来探讨大豆磷效率的基因型差异及其机理。以期为磷效率改良工作提供材料和理论上的依据。主要研究结果如下: 1.大豆磷效率基因型的大田筛选及产量指标的差异大豆不同基因型在株高、分枝数、节数、籽粒产量、百粒重和花期上均存在显著差异,并受供磷水平的显著影响。以低磷处理下大豆的相对产量为指标,结合其它形态指标进行聚类分析,从参试大豆基因型中初步筛选出磷高效型和磷低效型共43 个品种,第二年在参试的43 个品种中进行进一步筛选,得到4 个磷高效型(锦豆33 号、铁7555、大黄豆和辽豆13 号四个基因型为大豆磷高效基因型);同理,将正常磷水平下产量相对较高、胁迫下产量相对较低、即产量变化率较大且年度间筛选稳定的型定为磷低效基因型,共有5 个磷低效型(锦8—14、凤交5915、铁丰3 号、辽豆11 号和辽9111)。不同磷素水平下,大豆的株高、分枝数、节数、百粒重和花期均有变化,且不同磷素基因型间有差异。2.大豆不同磷效率基因型在大田栽培条件下生理、栽培指标分析大田栽培条件下,大豆磷素处理和对照之间在光合速率上表现出降低趋势,降低幅度与基因差异有关;叶绿素含量变化表明磷素胁迫使大豆叶片寿命缩短,平均缩短7 天左右,基因型间差异不明显;植株干重累积符合Logistic 方程,处理间与基因型间Logistic 方程参数有变化;植株伤流量

全文目录

摘要  8-11
前言  11-37
  一、植物的磷素营养  12-19
    (一) 植物体内磷的含量、分布和形态  12-14
    (二) 磷对作物生长发育的生理功能  14-19
  二、植物养分效率及磷效率研究进展  19-27
  三、不同磷素水平对植物的影响  27-31
    (一) 不同磷素水平下根系形态的变化  27-28
    (二) 不同磷素水平下植物体内蛋白和酶的变化  28-29
    (三) 根际pH 的变化与磷有效性的关系  29
    (四) 不同磷素水平诱导的呼吸代谢途径的调节  29-30
    (五) 植物耐不同磷素水平性状的遗传特征  30-31
  四、不同磷效率基因型的筛选途径及方法  31-34
  五、本项研究的目的与研究思路  34-37
材料与方法  37-41
  一、供试土壤  37
  二、试验材料与试验设计  37-38
  三、测定内容和方法  38-41
结果与分析  41-99
  一、大豆不同磷效率基因型的筛选  41-56
    (一) 大豆磷营养效率的鉴定  41-47
    (二) 大豆磷营养效率与其农艺性状的关系  47-51
    (三) 不同磷素水平下农艺性状对产量贡献的通径分析  51-56
  二、大田条件下不同磷素水平对大豆不同磷效率基因型的影响  56-68
    (一) 不同磷素水平对大豆不同基因型光合性能的影响  56-59
    (二) 不同磷素水平下大豆叶片叶绿素含量动态的变化  59-61
    (三) 不同磷素水平下大豆植株干物重的累积分析  61-63
    (四) 不同磷素水平下大豆植株伤流量及伤流液中磷含量的变化  63-65
    (五) 不同磷素水平对根体积和根际含水量的影响  65-66
    (六) 不同磷素水平下植株形态和产量性状的变化  66-68
  三、砂培条件下不同磷素水平对根系生长和叶片解剖结构的影响  68-84
    (一) 不同磷素水平对大豆根系生长的影响  68-77
      1. 不同磷素水平对大豆主根生长的影响  68-70
      2. 不同磷素水平对侧根生长发育的影响  70-72
      3. 不同磷素水平对大豆根体积的影响  72-73
      4. 不同磷素水平对大豆根粗度的影响  73
      5. 不同磷素水平对大豆根表面积和活跃吸收面积的影响  73-75
      6. 不同磷素水平对大豆地上、地下干重及根冠比的影响  75-76
      7. 不同磷素水平对根系颜色的影响  76-77
    (二) 不同磷素水平对大豆叶片解剖结构的影响  77-84
  四、水培条件下不同磷素水平对大豆不同磷效率基因型的影响  84-99
    (一) 不同磷素水平对光合速率和蒸腾速率的影响  84-85
    (二) 不同磷素水平下大豆叶片腊质含量和气孔开度的变化  85-86
    (三) 不同磷素水平下叶绿体色素含量变化  86-87
    (四) 不同磷素水平下大豆叶面积与绿叶数的变化  87-88
    (五) 不同磷素水平下相对含水量及饱和含水量的变化  88
    (六) 不同磷素水平下叶形指数的变化  88-89
    (七) 不同磷素水平对膜脂过氧化及保护酶活性的影响  89-92
    (八) 不同磷素水平对脯氨酸及外渗电导率的影响  92-94
    (九) 不同磷素水平下大豆不同器官酸性磷酸酶活性的变化  94-95
    (十) 不同磷素水平下可溶性糖及可溶性蛋白含量的变化  95-96
    (十一) 不同磷素水平下大豆植株总磷含量和各部位磷含量的变化  96-99
结论与展望  99-105
参考文献  105-113
致谢  113-114
英文摘要  114-117
攻读学位论文期间发表学术论文  117-118
论文图表统计记  118

不同磷效率基因型大豆的筛选及其对磷素水平的反应机理研究

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