甘蓝型油菜的硼高效生理基础研究

论文摘要

不同油菜品种对低硼胁迫的响应存在很大差异，研究其耐低硼胁迫的生理和分子遗传机制，为对其进行遗传改良奠定基础，对于我国的油料作物生产意义重大。本文利用王运华等筛选鉴定的、典型的硼高、低效甘蓝型油菜品种，进行甘蓝型油菜硼高效机理和遗传研究，获得了以下主要结果： 1．盆钵土培试验和田间试验结果表明：缺硼（土壤有效硼含量在0.25mg／kg土）严重影响了甘蓝型油菜的产量和品质，产量平均下降45％；缺硼提高籽粒硫甙和芥酸含量，而降低含油量和油酸含量。硼效率系数与油菜籽粒硫甙、芥酸、油分及油酸含量没有显著相关性。 在正常土壤水分含量时，硼高效品种自由态水分较多，硼可以部分的以自由态硼随水流被运输，当土壤处于低水胁迫时，其半束缚态硼含量升高，有利于植物体硼的运输。对于低效品种而言，在低水胁迫下，其自由态硼和半束缚态硼比例均相应的稍稍高于其高水处理，反而说明低水处理严重影响到低效品种硼的移动和利用。 2．营养液培养试验结果表明：硼镁在一定范围内相互促进，反之相互制约。硼正常时，高效品种自由态和半束缚态硼含量较低效品种高，能参与转运的硼较多。低效品种束缚态（细胞壁）硼含量较高，自由态和半束缚态硼含量较低，转运、利用效率低。镁在一定程度上可以使硼向有利于其移动的形态转化，提高硼库容量。 高效品种在硼正常的情况下，能以较少的硼建成更多的干物质，而低效品种却需要更多的硼才能完成其生命周期；低硼胁迫时，高效品种能吸收积累更多的硼，合理分配、充分利于有限的硼；而低效品种吸收累积的硼较少，分配、利用极不合理，不能完成其生命周期。 随着油菜生育期的推进，叶片6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性先升高，在花期达到顶点，然后再下降；相应的叶片可溶性糖也有类似的趋势。缺硼使两油菜品种叶片可溶性糖含量和酶活性均有不同程度的升高。 3．根箱土培试验研究表明，高效品种的叶柄和叶片鲜重在苗期的比值显著大于低效品种；花期，高效品种调控加大叶片的生长比例，两者赋予了高效品种的耐低硼胁迫的能力。高效品种无论在苗期和花期，硼正常处理下的自由态硼的相对与绝对含量都明显高于硼低效品种，而细胞壁相对和绝对硼含量却小于低效品种；当低硼或缺硼时，高效品种就可以调用硼库里的硼，通过强大的运输系统运输到需要硼的新生部位，供植物生长之用。低效品种没有表现出此种机制。不仅土壤专性和非专性吸附态硼对两油菜品种有直接的作用，同时锰、铁和铝氢氧化物固定态硼在保持各硼形态的及时平衡方面有重要的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 高等植物硼效率的基因型差异及生理和遗传机制的研究进展
• 1.1.1 高等植物根系对低硼胁迫反应及对培养介质硼吸收的基因型差异
• 1.1.2 高等植物对硼的运输的基因型差异
• 1.1.3 高等植物对硼的分配和积累的基因型差异
• 1.1.4 高等植物对硼的利用的基因型差异
• 1.1.5 高等植物硼效率差异的遗传基础
• 1.2 硼对油菜产量和品质效应的研究进展
• 1.2.1 硼对油菜产量的影响
• 1.2.2 硼对油菜品质的影响
• 1.3 土壤硼的分级及生物有效性的研究进展
• 1.3.1 土壤硼分级
• 1.3.2 土壤各级硼的生物有效性
• 1.4 高等植物硼的分级（硼库）及与土壤硼库平衡的研究进展
• 1.4.1 植物硼库的研究
• 1.4.2 植物体硼库与土壤硼库的动态平衡
• 1.5 甘蓝型油菜硼高效的遗传学研究进展
• 1.5.1 甘蓝型油菜硼高效品种筛选的指标及方法
• 1.5.2 甘蓝型油菜不同硼效率品种对低硼胁迫反应的差异
• 1.5.3 甘蓝型油菜硼高效的遗传学研究
• 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 研究的内容和方法
• 2.3 研究的技术路线
• 3 硼对不同硼效率甘蓝型油菜产量和品质的影响
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 供试品种
• 3.2.2 供试土壤
• 3.2.3 试验设计及实施
• 3.2.4 品质测定方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种产量的影响
• 3.3.2 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品质的影响
• 3.4 讨论
• 4 甘蓝型油菜硼营养效率的遗传及其与品质关系的研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 供试材料
• 4.2.2 供试土壤
• 4.2.3 试验设计与实施
• 4.2.4 品质测定方法
• 4.3 结果与分析
• 1代及DH系对低硼胁迫的反应差异'>4.3.1 亲本、F₁代及DH系对低硼胁迫的反应差异
• 4.3.2 186个DH株系硼效率系数的分布频率
• 4.3.3 硼营养与油菜籽粒品质关系
• 4.4 讨论
• 5 土壤水对不同硼效率甘蓝型油菜苗期吸收与累积硼的影响
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 供试品种
• 5.2.2 供试土壤
• 5.2.3 试验设计与实施
• 5.2.4 测定项目及方法
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 硼、水对不同硼效率甘蓝型油菜苗期的效应
• 5.4 讨论
• 6 不同硼效率甘蓝型油菜品种苗期对硼镁营养的反应
• 6.1 前言
• 6.2 材料与方法
• 6.2.1 供试品种
• 6.2.2 试验方法
• 6.2.3 测定方法
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜苗期外部形态及生长影响
• 6.3.2 硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜苗期硼镁含量及积累量的影响
• 6.3.3 硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜苗期锌锰铁含量的影响
• 6.3.4 硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜苗期叶绿素的影响
• 6.4 讨论
• 7 硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜品种苗期硼形态的影响
• 7.1 前言
• 7.2 材料与方法
• 7.3 结果与分析
• 7.3.1 硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜品种苗期鲜重及硼含量和累积量的影响
• 7.3.2 硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜品种苗期各形态硼含量的影响
• 7.3.3 硼镁营养对不同硼效率甘蓝型油菜品种各形态硼分配比例的影响
• 7.4 讨论
• 8 不同硼效率甘蓝型油菜品种苗期叶片硼库特性及差异研究
• 8.1 前言
• 8.2 材料与方法
• 8.2.1 供试品种
• 8.2.2 试验设计与实施
• 8.2.3 测定及计算方法
• 8.3 结果与分析
• 8.3.1 不同硼营养水平对不同硼效率甘蓝型油菜苗期叶片库壁硼的影响
• 8.3.2 不同硼营养对不同硼效率甘蓝型油菜叶片硼在库与壁的分配比例
• 8.3.3 硼对两个甘蓝型油菜品种苗期缺硼时的库转移和细胞壁硼增加率的影响
• 8.4 讨论
• 9 定期硼胁迫对不同硼效率甘蓝型油菜品种生长发育及硼吸收积累的影响
• 9.1 前言
• 9.2 材料与方法
• 9.2.1 供试材料
• 9.2.2 试验方法与实施
• 9.2.3 取样测定
• 9.3 结果与分析
• 9.3.1 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种各部位干物重的影响
• 9.3.2 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种不同部位硼含量的影响
• 9.3.3 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种不同部位硼累积量的影响
• 9.4 讨论
• 10 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种叶片6-磷酸葡萄糖脱氢酶和可溶性糖的影响
• 10.1 前言
• 10.2 材料与方法
• 10.2.1 供试品种
• 10.2.2 试验设计与实施
• 10.2.3 测定方法
• 10.3 结果与分析
• 10.3.1 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种叶片可溶性糖含量的影响
• 10.3.2 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种叶片G-6-PDHase活性的影响
• 10.3.3 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种叶片可溶性蛋白含量的影响
• 10.3.4 不同硼效率甘蓝型油菜品种叶片G-6-PDHase活性与可溶性糖的变化关系
• 10.4 讨论
• 11 土壤硼对不同硼效率甘蓝型油菜生物有效性及其植物体硼库的研究
• 11.1 前言
• 11.2 材料与方法
• 11.2.1 供试材料
• 11.2.2 供试土壤
• 11.2.3 试验设计与实施
• 11.2.4 取样
• 11.2.5 测定方法
• 11.3 结果与分析
• 11.3.1 硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种生长的影响
• 11.3.2 不同硼效率甘蓝型油菜品种对土壤硼的吸收、积累及分配的差异
• 11.3.3 不同硼效率甘蓝型油菜品种对土壤各形态硼含量的影响
• 11.3.4 不同硼效率甘蓝型油菜对根际和非根际土壤pH值和电导率的影响
• 11.4 讨论
• 12 总结
• 参考文献
• 致谢