耐低磷水稻筛选、分类及其生理机制研究

论文题目: 耐低磷水稻筛选、分类及其生理机制研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物营养学

作者: 郭再华

导师: 贺立源

关键词: 水稻,磷效率,筛选,鉴定,生理机制,生态适应性

文献来源: 华中农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 第二次土壤普查发现我国大面积耕地处于严重缺磷或潜在缺磷状态,20多年来,长期、大量施用磷肥虽促进了农产品增产,但同时导致了磷矿资源逐渐趋于耗竭,部分地区还导致了生态环境破坏。因此选育作物耐低磷品种已成为目前众多科学家研究的热点问题。水稻是世界主要粮食作物,其磷效率存在广泛的基因型差异。本研究对国内外不同来源的大量水稻品种进行了苗期土培筛选,并对部分材料进行全生育期盆栽和小区试验鉴定,获得一部分耐低磷和低磷敏感的品种。继而从中选择4个耐低磷基因型99011、580、508、99112及2个低磷敏感基因型99012和99056为供试材料,深入开展耐低磷营养及生理特性的研究,对它们耐低磷的机制进行分类;并进行不同pH缺磷土壤的生态适应性研究。主要研究结果如下: 1 首次采用苗期初筛并结合全生育期鉴定的方法,通过大规模土培试验,筛选出一批典型耐低磷和低磷敏感的水稻基因型。该方法省工且符合生产实际,筛选的品种典型可靠。 2 通过多个磷浓度梯度试验,提出耐低磷水稻种质资源筛选的土壤和营养液培养研究条件和相应的筛选、鉴定指标。通过对株高、分蘖和地上部干重等指标进行统计分析,确定在供试土壤有效磷含量为2～4mg/kg的土壤上,水稻苗期筛选的外加磷浓度为35mg/kg,相对分蘖率为主要筛选指标;对不同生长时期的主要生物学性状进行考查,确定相对经济产量及其构成因素特别是相对有效穗和成穗率为全生育期鉴定的重要指标。同时确定耐低磷和低磷敏感基因型水稻苗期磷营养差异的磷水平小于或等于2.5mg/L。 3 通过研究与磷吸收效率、利用效率和转运效率有关的次级因子。发现同属于一类水稻种质资源,存在着不同耐性机理的基因型。通过基因型之间这些特性的比较,找出不同基因型表现耐低磷或低磷敏感的主要贡献因子,由此对它们进行分类。结果表明,耐低磷基因型580、99011和508都具有较大的生物量,且受磷水平影响较而耐低磷基因型99112小。低磷胁迫时,耐低磷基因型99011仍表现出较高的P吸收效率,其主要贡献因子是较长的根系,并且对难溶性无机磷和有机磷的活化吸收能力较强;也表现较高的磷利用效率;光合产物及磷分配到根系较多,根系发育良好。耐低磷基因型508的最大优势在于光合产物及磷分配到根系最多,因此具有庞大的根系,而且根系活性吸收面积大,对环境低浓度可溶性磷的吸收能力很强;同时对难溶性无机磷和有机磷具有一定的活化吸收能力。耐低磷基因型580对磷的利用效率最高,韧皮部可溶性磷含量最高;另外该基因型单位根系活性吸收面积较大,对难溶性磷尤其是无机磷的活化吸收能力最强。耐低磷基因型99112则表现比较特殊,该基因型对磷的吸收效率和利用效率都不高,但是受磷浓度变化影响比较

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 文献综述

1.1.1 根系对低磷胁迫的适应性机制

1.1.2 菌根与磷的吸收利用

1.1.3 缺磷胁迫下不同品种对磷吸收和利用的差异

1.1.4 缺磷胁迫下不同品种对磷转运、分配和再利用的差异

1.2 作物耐低磷的筛选方法与筛选指标

1.2.1 筛选方法

1.2.2 筛选时期和筛选压力

1.2.3 筛选指标

1.3 问题与展望

1.3.1 水稻耐低磷适应机制及其分类

1.3.2 筛选的方法与指标

1.4 课题研究的背景、意义、内容和技术路线

1.4.1 研究背景

1.4.2 研究目标

1.4.3 研究内容及方法

1.4.4 技术路线

2 耐低磷水稻基因型的筛选与鉴定

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 批量筛选材料

2.2.2 小区试验材料

2.2.3 磷浓度处理梯度试验材料

2.3 试验设计

2.3.1 批量筛选试验设计

2.3.2 小区试验设计

2.3.3 磷浓度处理梯度试验设计

2.4 数据处理

2.5 试验结果与分析

2.5.1 批量筛选的结果

2.5.2 磷浓度处理梯度试验结果

2.6 讨论

2.6.1 筛选方法的有效性

2.6.2 耐低磷基因型水稻种质资源的筛选时期和筛选条件

2.6.3 耐低磷基因型水稻种质资源的鉴定指标

3 水稻耐低磷的适应机制及其分类

3.1 前言

3.2 试验材料与方法

3.2.1 试验材料

3.2.2 试验方法及试验设计

3.3 测定方法与数据处理

3.4 结果与分析

3.4.1 供磷水平对不同水稻基因型苗期根系发育的影响

3.4.2 不同水稻基因型磷吸收效率和利用效率的差异

3.4.3 不同磷效率水稻基因型吸收N、K营养元素的差异

3.4.4 低磷胁迫时不同磷效率水稻基因型干物质及磷的动态变化

3.4.5 低磷胁迫时不同磷效率水稻根系活力的基因型差异

3.4.6 低磷胁迫时不同磷效率水稻叶片和韧皮部可溶性磷的动态变化及基因型差异

3.4.7 低磷胁迫时不同磷效率水稻活化吸收无机磷能力的基因型差异

3.4.8 低磷胁迫时不同磷效率水稻分解有机磷能力的基因型差异

3.5 小结与讨论

4 不同耐低磷基因型营养学特性研究

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 供试土壤基本农化性状

4.2.2 供试水稻品种

4.2.3 试验设计

4.2.4 测定方法与数据处理

4.3 结果与分析

4.3.1 不同耐低磷水稻基因型利用和吸收磷和锌的差异

4.3.2 不同磷水平时P/Zn的基因型差异

4.3.3 不同耐低磷水稻基因型吸收钙和铁的差异

4.4 小结与讨论

5 水稻磷胁迫蛋白的研究

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.2.1 试验材料

5.2.2 试验设计

5.2.3 试验方法

5.3 结果分析与讨论

5.3.1 凝胶的制备

5.3.2 电泳后凝胶的固定、染色以及脱色

5.3.3 磷胁迫时水稻根系及叶片蛋白表达的基因型和时间差异

6 不同耐低磷水稻基因型生态适应性研究

6.1 前言

6.2 材料与方法

6.2.1 供试土壤的基本特性

6.2.2 试验设计

6.2.3 数据处理

6.3 结果与分析

6.3.1 供试水稻在不同pH缺磷土壤上与磷效率相关的生物学性状比较

6.3.2 供试水稻品种在不同pH缺磷土壤上叶的磷营养特性比较

6.4 讨论

参考文献

附录

致谢

附图:

发布时间: 2005-12-05

参考文献

[1].不同基因型棉花对钾的反应差异及其机理研究[D]. 姜存仓.华中农业大学2006
[2].不同磷效率基因型小麦对苗期供磷状况的响应及其机理的研究[D]. 邱慧珍.甘肃农业大学2003
[3].基于高通量测序的水稻基因型鉴定以及水稻籼粳第四号染色体比较基因组研究[D]. 赵强.上海交通大学2011

耐低磷水稻筛选、分类及其生理机制研究

猜你喜欢