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)中大量施用化肥會導致環(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動速度很慢，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(對照)、0mol/LKH2PO4(缺磷)兩種處理，研究植物對缺磷脅迫的形態(tài)學和生理學響

2、應，為高效磷素利用率的玉米自交系的篩選提供生理學依據(jù)。 主要研究結(jié)果如下：對缺磷脅迫下四種不同基因型玉米自交系生長的研究表明，低磷脅迫對玉米地上部分的抑制大于根系，根系的相對干生物量明顯高于地上部分的相對干生物量；從相對株高和相對葉面積的研究顯示，編號為040651的自交系受缺磷脅迫的影響小于其他三個自交系材料。 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：缺磷脅迫誘導玉米根伸長，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，用以根系的生長發(fā)育從而促進吸收磷等營養(yǎng)元素。但是通過對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。 對細胞膜過氧化的研究表明，不能僅用一種膜保護酶在脅迫時活性的高低來判斷材料是耐缺磷脅迫型還是缺磷敏感型。應綜合考慮超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、

4、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱苷肽還原酶(GR)等多種保護酶活性和膜脂過氧化產(chǎn)物MDA的含量的變化。在本實驗中還發(fā)現(xiàn)隨時間的推移到了脅迫末期，四種自交系的保護酶活性都降低，丙二醛(MDA)含量增加。故可以推測，一定程度的脅迫可以促進保護酶活性的提高，但是脅迫程度太深會導致自由基數(shù)量急劇增加，保護酶活性受到抑制，最后導致膜脂過氧化進程加劇，MDA含量累積。 對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)多余的有機磷，提高磷的轉(zhuǎn)運速度以緩解磷饑餓。在脅迫后第7d這兩種酶的活性達到峰值。 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；同時缺磷條件下的凈光合速率明顯低于