玉米自交系在缺磷脅迫下的生理生化特性比較研究.pdf

1、磷素不足是限制植物生長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量施用化肥會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。肥料中的速效磷很容易與土壤中的鐵、鋁生成難溶的化合物，而且磷在土壤中的運(yùn)動(dòng)速度很慢，植物體難以吸收利用。因此最有效最環(huán)保的方法就是篩選和采用能高效利用磷元素的基因型作物。本研究以珍珠巖作基質(zhì)固體培養(yǎng)四種不同基因型玉米自交系材料，設(shè)置全磷0.25mol/LKH2PO4(對(duì)照)、0mol/LKH2PO4(缺磷)兩種處理，研究植物對(duì)缺磷脅迫的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)響

2、應(yīng)，為高效磷素利用率的玉米自交系的篩選提供生理學(xué)依據(jù)。 主要研究結(jié)果如下：對(duì)缺磷脅迫下四種不同基因型玉米自交系生長(zhǎng)的研究表明，低磷脅迫對(duì)玉米地上部分的抑制大于根系，根系的相對(duì)干生物量明顯高于地上部分的相對(duì)干生物量；從相對(duì)株高和相對(duì)葉面積的研究顯示，編號(hào)為040651的自交系受缺磷脅迫的影響小于其他三個(gè)自交系材料。 缺磷脅迫下四種不同基因型玉米自交系根系形態(tài)的研究顯示：缺磷脅迫誘導(dǎo)玉米根伸長(zhǎng)，根系表面積增大，根冠比顯著增加

3、。根冠比的增加意味著單位地上部干質(zhì)量有較多的轉(zhuǎn)移到根系，用以根系的生長(zhǎng)發(fā)育從而促進(jìn)吸收磷等營(yíng)養(yǎng)元素。但是通過(guò)對(duì)缺磷脅迫下四種不同基因型玉米自交系地上部分和根系的蛋白質(zhì)含量的研究發(fā)現(xiàn)，缺磷處理的地上部分和根系的蛋白質(zhì)含量都小于全磷處理的蛋白質(zhì)含量。 對(duì)細(xì)胞膜過(guò)氧化的研究表明，不能僅用一種膜保護(hù)酶在脅迫時(shí)活性的高低來(lái)判斷材料是耐缺磷脅迫型還是缺磷敏感型。應(yīng)綜合考慮超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、

4、抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)、谷胱苷肽還原酶(GR)等多種保護(hù)酶活性和膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物MDA的含量的變化。在本實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間的推移到了脅迫末期，四種自交系的保護(hù)酶活性都降低，丙二醛(MDA)含量增加。故可以推測(cè)，一定程度的脅迫可以促進(jìn)保護(hù)酶活性的提高，但是脅迫程度太深會(huì)導(dǎo)致自由基數(shù)量急劇增加，保護(hù)酶活性受到抑制，最后導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化進(jìn)程加劇，MDA含量累積。 對(duì)缺磷脅迫下四種不同基因型玉米自交系酸性磷酸酶(APase)和Ca2+

5、-ATP酶(Ca2+-ATPase)活性變化的研究表明，缺磷脅迫誘導(dǎo)玉米地上部分和根系內(nèi)的APase和Ca2+-ATPase活性的增加，從而分解體內(nèi)多余的有機(jī)磷，提高磷的轉(zhuǎn)運(yùn)速度以緩解磷饑餓。在脅迫后第7d這兩種酶的活性達(dá)到峰值。 缺磷脅迫下四種不同基因型玉米自交系光合特性的研究表明，缺磷處理的所有玉米自交系的胞間二氧化碳濃度均比對(duì)照條件下的高，且缺磷脅迫八葉期的胞間二氧化碳濃度明顯高于六葉期；同時(shí)缺磷條件下的凈光合速率明顯低于