不同基因型棉花对钾的反应差异及其机理研究

论文摘要

棉花是主要经济作物之一，缺钾对其产量和品质有较大影响。我国钾资源缺乏，筛选钾高效棉花种质资源，进行钾营养性状改良，是缓解棉花对钾需求的途径之一。从不同系谱(斯字棉、金字棉、柯字棉、德字棉、岱字棉)中收集86个基因型，进行筛选鉴定，开展水培、土培、根箱和钾耗竭试验等，对钾高、低效基因型营养机理差异进行研究，获得了如下主要研究结果： 1．提出了棉花苗期合适的筛选方法： 确定用营养液方法进行棉花苗期筛选，一个月就出现缺钾症状，且各个基因型有明显差异； 2．提出了溶液培养条件下棉花生长适宜钾浓度、钾临界浓度 由水培钾浓度梯度分组试验，确定低钾处理钾浓度为1.0mg／L，适宜钾浓度为20mg／L； 3．筛选获得了钾高效和钾低效棉花基因型： 经过分次、分步筛选和鉴定，获得了1个钾高效高潜基因型103，1个钾低效低潜基因型122。 4．不同棉花基因型营养液筛选培养，初步探索钾营养高效和低效苗期生理差异。 4．1 生长：低钾培养1周地上部和根部既出现缺钾症状，但高效基因型的缺钾症状较轻。 4．2 钾含量和积累量：低钾处理钾含量和积累量低于适钾处理。低效基因型对钾反应敏感，钾积累量受不同钾处理影响大，高效基因型受不同钾水平的影响较小，反应较为迟钝。 4．3 分配能力：高效基因型干物质冠／根比大，较少的根系物质维持较多的地上部生长；其单株钾积累量较大，且地上部钾积累量占较大比重，表明其吸收和转运钾素的能力较强； 4．4 对叶绿素的影响：缺钾时高效基因型叶绿素是上部叶大于下部叶，低效基因型则相反； 4．6 对POD、SOD酶的影响：缺钾时POD活性增幅较大而SOD较小，SOD酶活性为高效低潜基因型＞高效高潜基因型＞低效低潜基因型＞低效高潜基因型。 5．全生育期土培试验，研究钾高效高潜基因型103和低效低潜基因型122产量和品质及其营养生理机制的差异。 5．1 形态差异：高效高潜基因型103根量多、根系分布区域面积广、须根密度大，其吸收和活化土壤中钾的范围较大。低效低潜基因型122的根系数量较少，根系分布在中、上部，根系密度少，对土壤中钾吸收能力较弱。 5．2 农艺性状及产量：高效高潜基因型103结桃数多、果节数多、脱落率低，且103的结桃主要集中在“伏桃”。103的衣分高而子指较低，其能把较多养分转移到皮棉，以获得较高的经济产量；低效低潜基因型122的脱落率在各个时期均最高，

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1.文献综述
• 1.1 我国土壤中钾素及我国钾肥资源状况
• 1.1.1 土壤的供钾潜力
• 1.1.2.土壤钾素的存在形态及植物有效性
• 1.1.3.我国钾肥资源状况
• 1.2 植物基因型钾效率差异的研究
• 1.2.1 前言
• 1.2.2.植物营养性状与养分效率的概念
• 1.2.3.作物钾高效营养的根系形态学特征
• 1.2.4.钾效率差异的生理机制
• 1.2.5 钾效率的遗传研究
• 1.2.6 研究展望
• 2.课题研究的背景、意义、内容、方法和技术路线
• 2.1 研究的背景和意义
• 2.2 研究内容、方法和技术路线
• 2.2.1.研究目标
• 2.2.2.研究内容与方法
• 2.2.3 预期成果及创新之处：
• 2.2.4 技术路线
• 3.棉花钾高、低效基因型的筛选方法及钾浓度水平的研究
• 3.1.前言
• 3.2 试验材料与方法
• 3.2.1 砂培培养试验
• 3.2.2 营养液培养试验
• 3.2.3 观察记载
• 3.2.4 样品的测定
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 砂培试验
• 3.3.2 营养液试验
• 3.4.结论与讨论
• 4.棉花钾高、低效基因型的初步筛选
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 钾对不同棉花基因型苗期钾效率的影响
• 4.3.2 钾对不同棉花基因型苗期生长及干物质积累的影响
• 4.3.3 钾对不同棉花基因型苗期钾含量与积累量的影响
• 4.4 结论与讨论
• 5 棉花钾高、低效基因型进一步筛选
• 5.1 前言
• 5.2.材料与方法
• 5.2.1 供试基因型：
• 5.2.2 营养液培养：
• 5.2.3 试验设计：
• 5.2.4 试验实施：
• 5.2.5 观察记载：
• 5.2.6 测定项目、分析和计算方法：
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 钾对不同棉花基因型钾效率及其苗期生长的影响
• 5.3.2.钾对不同棉花基因型钾含量、积累量和分配的影响
• 5.4 结论与讨论
• 6 棉花钾高、低效基因型全生育期产量鉴定
• 6.1 前言
• 6.2.材料和方法
• 6.2.1 供试土壤：
• 6.2.2 试验材料：
• 6.2.3 试验方法与处理：
• 6.2.4 施肥种类与方法：
• 6.2.5 试验实施：
• 6.2.6 样品的测定与分析
• 6.3.结果与分析
• 6.3.1 不同棉花基因型产量及钾效率系数的差异
• 6.3.2 钾对不同棉花基因型生物学性状的影响
• 6.3.3 钾水平对不同棉花基因型各部位钾含量的影响
• 6.3.4 钾水平对不同棉花基因型纤维品质的影响
• 6.4.讨论和结论
• 7 不同钾效率棉花基因型生物学特性差异及对根际和非根际土壤钾库中各形态钾的影响
• 7.1 前言
• 7.2 材料与方法
• 7.2.1 试验材料与试验设计
• 7.2.2 试验实施
• 7.2.3 样品测定与分析方法
• 7.3.结果与分析
• 7.3.1 钾对不同棉花基因型生长发育及根系生长的影响
• 7.3.2.钾对不同棉花基因型干重的影响
• 7.3.3 钾对不同棉花基因型不同部位器官钾含量的影响
• 7.3.4 钾对不同棉花基因型不同部位器官钾积累量的影响
• 7.3.5 钾对不同棉花基因型根际、非根际土壤pH的影响
• 7.3.6 不同棉花基因型根际、非根际土壤电导率（EC）的差异
• 7.3.7 钾对不同棉花基因型根际、非根际土壤钾库中不同形态钾素影响
• 7.4 讨论与结论
• 8 不同钾效率棉花基因型与油菜轮作对土壤钾库中各形态钾影响的差异
• 8.1 前言
• 8.2 材料和方法
• 8.2.1 供试土壤：
• 8.2.2 试验材料：
• 8.2.3 试验设置：
• 8.2.4 施肥种类与方法：
• 8.2.5 试验方法：
• 8.2.6 样品的测定与分析
• 8.3 结果与分析
• 8.3.1 耗竭条件下不同棉花基因型土壤速效钾含量的差异
• 8.3.2 耗竭条件下不同棉花基因型土壤缓效钾含量的差异
• 8.3.3 耗竭条件下不同棉花基因型土壤矿物钾含量的差异
• 8.3.4 耗竭条件下不同棉花基因型土壤全钾含量及各形态钾增减量的差异
• 8.4.讨论与结论
• 9 不同钾效率棉花基因型对钾营养生理特性的差异
• 9.1 前言
• 9.2 材料与方法
• 9.2.1 试验材料与试验设计
• 9.2.2 试验实施
• 9.2.3 样品测定与分析方法
• 9.3.结果与分析
• 9.3.1 不同棉花基因型叶绿素含量的差异
• 9.3.2 钾对不同棉花基因型可溶性糖含量的影响
• 9.3.3 钾对不同棉花基因型丙二醛（MDA）含量的影响
• 9.3.4 钾对不同棉花基因型脯氨酸（Pro）含量的影响
• 9.3.5 钾对不同棉花基因型伤害率的影响
• 9.3.6 钾对不同棉花基因型光合作用参数的影响
• 9.3.7 钾对不同棉花基因型叶片解剖结构的影响
• 9.4 讨论与结论
• 10 总结
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文
• 致谢