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氮高效水稻品种苗期耐低磷种质的筛选与鉴定

作　者: 宋爱梅
导　师: 孙淑斌
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物营养学
关键词: 水稻苗期低磷筛选鉴定
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

磷(P)是植物必需的营养元素,在作物的生长发育、新陈代谢中起着不可替代的作用。由于磷酸盐的化学特性使其极易被酸性土壤中铁铝氧化物及石灰性土壤中的碳酸钙化合物固定,因此,虽然土壤中全磷含量较高,但能够提供给作物利用的有效磷浓度非常低。鉴于不同基因型作物对低磷胁迫的自身调节能力存在显著差异,这就为我们筛选和培育作物磷高效品种提供了遗传潜力。水稻是我国重要的粮食作物,水稻的生产同样面临着缺磷的问题。近年来,探讨不同基因型水稻对低磷胁迫的反应,筛选磷高效水稻品种的研究已经有较多的报道。结果表明：不同来源的水稻品种在耐低磷能力上表现出了广泛的差异。然而,这些研究存在以下不足：1)没有将能够高效利用其他营养元素的优势品种用于耐低磷的研究,筛选结果存在一定的局限性；2)研究内容仅限于生物性状和磷效率,大多未在耐性机制方面对筛选出来的耐低磷和低磷敏感品种进行比较与探讨。本研究从本课题组通过田间试验所确定的氮(N)高效水稻品种中选择56个粳稻品种为供试材料,通过苗期水培试验进行了耐低磷品种的筛选,获得了3个耐低磷和2个低磷敏感品种,并对它们响应磷素胁迫的生理机制进行了研究。主要研究结果如下：1、正常供磷和低磷条件下,所有调查性状的相对值(低磷/正常供磷)中,相对根系干重、相对地上部干重、相对根冠比和相对分蘖数均具有较大的品种间变异(平均变异系数分别为16.3、10.9、14.5、12.4%)。相关分析也发现,它们呈显著或极显著正相关。因此,这4个性状可以作为水稻苗期耐低磷筛选的评价指标。根据这4个指标,我们筛选出3个耐低磷和2个低磷敏感品种。2、在低磷条件下,筛选出的3个耐低磷品种比2个低磷敏感品种的根系生长旺盛且活力强,P吸收动力学参数中Km、Cmin小,而Vmax大,酸性磷酸酶(APase)活性增加幅度大大。磷效率在两者之间也有显著差异,其中3个耐低磷品种的磷利用效率约是2个低磷敏感品种的2-3倍。同时还发现,不同耐低磷品种适应低磷胁迫的调节机制也有所不同,品种S.ANDREA表现在根系吸收能力较强,而花岭稻的优势则在磷素的再利用上。3、在低磷条件下,3个耐低磷品种植株氮(N)、钾(K)积累量均有一定程度的降低,而2个低磷敏感品种降幅十分明显,仅分别达到正常供磷水平的34、36(%)和39、40(%)。前者N、K积累量的根冠分配比远高于后者；低磷处理对3个耐低磷品种植株碳水化合物(可溶性糖、蔗糖、淀粉)含量的影响不是十分明显,却显著促进了碳水化合物向根系的分配。低磷处理使得2个低磷敏感品种植株碳水化合物含量的降幅较大,其碳水化合物积累量的根冠分配比也远低于3个耐低磷品种。

全文目录

摘要 8-10ABSTRACT 10-12缩略语表 12-13第一章文献综述 13-31 1 土壤中的磷素概况 13-15 1.1 土壤中磷素的含量及其存在形态 13-14 1.2 土壤磷素的固定转化 14-15 2 植物耐低磷营养的基因型差异 15-16 2.1 不同植物种类吸收和利用磷素的差异 15 2.2 同种植物不同品种吸收和利用磷素的差异 15-16 3 植物适应低磷胁迫的生理机制 16-24 3.1 根系形态和构型的变化 17-18 3.2 根系特定分泌物的增加 18-21 3.3 利用与真菌的共生来提高磷吸收能力 21-22 3.4 根冠比与光合产物的分配 22-23 3.5 不同品种对磷转运、分配和再利用的差异 23-24 4 植物适应低磷胁迫的分子机制 24-26 4.1 酸性磷酸酶 24 4.2 核糖核酸酶 24-25 4.3 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 25 4.4 质膜H~+-ATPase 25 4.5 磷转运蛋白 25-26 5 作物耐低磷的筛选方法与筛选指标 26-28 5.1 筛选方法 26-27 5.2 筛选时期和筛选压力 27-28 5.3 筛选指标 28 6 本文的研究背景、内容及技术路线 28-31 6.1 研究背景 28-29 6.2 研究内容 29-30 6.3 技术路线 30-31第二章耐低磷和低磷敏感品种的筛选 31-39 1 材料与方法 31-33 1.1 供试材料 31 1.2 试验设计 31 1.3 测定方法 31-32 1.4 数据分析 32-33 2 结果与分析 33-35 2.1 初次筛选 33-34 2.2 再次复筛 34-35 3 讨论 35-39 3.1 典型的供试水稻品种 35-36 3.2 筛选方法和筛选指标 36-39第三章耐低磷和低磷敏感品种对磷素胁迫的响应 39-51 1 材料与方法 39-41 1.1 供试材料 39 1.2 试验设计 39 1.3 测定项目与方法 39-41 1.4 数据处理 41 2 结果分析 41-47 2.1 根系形态的差异 41-42 2.2 根系活力的差异 42-43 2.3 干物重和根冠比的差异 43-44 2.4 体内磷营养状况 44-46 2.5 酸性磷酸酶活性 46-47 3 讨论 47-51第四章不同磷效率水稻品种氮、钾吸收和碳水化合物的分配 51-59 1 材料与方法 51-52 1.1 供试材料 51 1.2 试验设计 51 1.3 测定项目及方法 51-52 1.4 数据处理 52 2 结果分析 52-56 2.1 不同供磷水平下氮、钾吸收的差异 52-53 2.2 不同供磷水平下碳水化合物积累的差异 53-56 3 讨论 56-59全文结论 59-61创新点 61-63附录 63-65参考文献 65-75攻读学位期间发表和完成的论文目录 75-77致谢 77

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