玉米对低磷反应的基因型差异及其生理机制研究

论文题目: 玉米对低磷反应的基因型差异及其生理机制研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物营养学

作者: 张丽梅

导师: 贺立源,李建生

关键词: 玉米,基因型差异,营养特性,生理机制,酸磷交互

文献来源: 华中农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 玉米是世界第三大粮食作物，也是我国主要的粮食作物、饲料作物及工业原料。缺磷是限制玉米生产的重要因素之一，改良玉米的磷营养效率可经济有效地解决这一问题。本研究对来自国内外不同遗传背景的300个玉米自交系进行苗期土培筛选，并对部分材料进行全生育期鉴定，获得一部分耐低磷和低磷敏感的自交系。同时利用选出的典型材料深入开展耐低磷营养及生理特性的研究，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．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玉米自交系。该方法省时省工且符合生产实际，筛选的自交系典型可靠。 2．首次通过多个磷浓度梯度试验，提出玉米耐低磷苗期筛选的合适的P处理浓度和行之有效的筛选指标。确定在严重缺磷土壤(有效磷含量小于5mg／Kg)中进行苗期筛选时，以0.10g／Kg的磷用量作为低磷处理浓度，以0.25g／Kg或0.30g／Kg的磷用量作为正常磷处理浓度较为合适，鉴定效果较好。首次提出并证明苗期筛选以综合指数，即缺素症状和干重相对指数的加权平均值(权重均为1／2)作为筛选指标更可靠更全面。通过大田产量试验验证，本筛选方法的可靠性可达76.9％。 3．对不同基因型玉米阶段生长发育特征进行了研究，发现不同自交系在生长发育过程中对低磷胁迫的反应存在明显差异。苗期和拔节期，低磷胁迫下，耐低磷自交系表现为相对植株干重较高，无缺磷症状或症状轻微；孕穗期，耐低磷自交系上部叶干重、茎干重受低磷影响的程度显著低于敏感自交系；吐丝期，耐低磷自交系的穗位高、雄花分枝数、功能叶面积均显著高于敏感自交系；成熟期，缺磷时耐低磷自交系的相对产量较高。缺磷还影响玉米的生育进程。低磷胁迫下，敏感自交系99152S的抽雄期、抽穗期、吐丝期和散粉期显著延迟，而耐低磷自交系99180T和99239T受影响较小或几乎不受影响。 4．首次对不同基因型玉米各生育期对P的吸收、利用和分配特性进行研究，发现苗期和拔节期，磷吸收效率是决定耐低磷特性的主要变异来源，低磷胁迫下，耐低磷自交系99180T和99239T的相对植株吸磷量显著高于敏感自交系99152S；孕穗期，玉米耐低磷特性主要体现在上部叶磷累积量较高；吐丝期，低磷胁迫下耐低磷自交系99180T和99239T的磷吸收效率和再分配效率仍明显高于敏感自交系99152S，其中99239T主要表现为吸收效率较高，99180T则表现出更强的再分配能力。 5．营养学特性研究表明，玉米苗期P营养对其它元素的吸收利用有一定影响。缺磷抑制玉米植株对N的吸收，但耐低磷自交系受影响程度较敏感自交系小。低磷条件下，耐低磷自交系不仅比低磷敏感自交系吸收和累积钾元素的能力强，且适当低磷处理有利于某些耐低磷自交系对K的吸收，严重缺磷抑制所有自交系对K的吸收。缺磷使Ca、Mg百分含量增加，累积量减少，但吸磷能力较强的耐低磷自交系

论文目录:

摘要：

ABSTRACT

1 绪论

1.1 文献综述

1.1.1 植物耐低磷能力的基因型差异

1.1.2 缺磷胁迫下不同品种对磷吸收和利用的差异

1.1.3 植物耐低磷胁迫的适应性机制

1.1.4 作物耐低磷的筛选及育种

1.1.5 低磷与酸铝毒害的关系

1.2 问题与展望

1.3 研究意义与研究目的

1.4 研究内容与技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线：

2 耐低磷玉米基因型的筛选与鉴定

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 苗期筛选试验

2.2.2 磷胁迫压力试验

2.2.3 成株期试验

2.2.4 大田产量试验

2.3 试验结果与分析

2.3.1 苗期批量筛选的结果

2.3.2 大田产量试验

2.3.3 苗期生物学特性及筛选方法的研究

2.3.4 不同耐低磷基因型玉米阶段生长发育特征研究

2.4 讨论

2.4.1 筛选方法

2.4.2 筛选指标

2.4.3 磷营养对不同玉米自交系生长发育的影响

3 不同耐低磷基因型玉米营养学特性研究

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.2.1 供试材料及试验设计

3.2.2 测定方法与数据处理

3.3 结果与分析

3.3.1 不同耐低磷基因型玉米苗期营养特性

3.3.2 不同基因型玉米拔节期营养特征

3.3.3 不同基因型玉米孕穗期营养特征

3.3.4 不同基因型玉米吐丝期营养特征

3.4 小结与讨论

3.4.1 不同基因型玉米苗期吸收利用各种营养元素的差异

3.4.2 不同基因型玉米大量元素的阶段营养变化特征

4.玉米耐低磷的适应性机制

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.3 结果与分析

4.3.1 供磷水平对玉米苗期根形态和根系活力的影响

4.3.2 不同耐低磷玉米自交系根系特性的基因型差异

4.3.3 低磷胁迫下不同基因型玉米磷分配效率的差异

4.3.4 低磷胁迫时玉米叶片中可溶性磷的动态变化及基因型差异

4.3.5 不同基因型玉米叶片、根系内以及根系分泌Apase特性

4.3.6 磷胁迫对不同基因型玉米植株体内可溶性糖的影响

4.3.7 低磷胁迫下不同基因型玉米根系分泌有机酸及组织内有机酸含量的差异

4.3.8 不同耐低磷基因型玉米活化吸收利用难溶性磷的差异

4.4 小结与讨论

5.土壤酸、磷交互对玉米苗期生长及吸收各种营养元素的影响

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.2.1 供试土壤

5.2.2 供试材料

5.2.3 试验方法

5.3 结果与分析

5.3.1 酸、磷对玉米植株生长的影响

5.3.2 酸、磷处理对玉米植株吸收各种营养元素的影响

5.4 讨论

6.结论

参考文献：

附录

致谢

发布时间: 2006-12-12

参考文献

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