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根分泌物与禾本科植物对缺铁胁迫的适应机理

植物营养与肥料学报 , 1995, DOI: 10.11674/zwyf.1995.0103
Abstract: 本文系统地总结了自然基金重点项目“根分泌物在根际微生态系统中的营养机理”的研究进展和部分主要成果。研究表明,养分专一性根分泌物是植物营养遗传特性控制基因的标记物,它受某一养分缺乏的诱导,是在植物体内合成并可通过主动分泌作用进入根际的代谢产物。它的合成和分泌只受该养分胁迫的专一诱导和控制,只要改善这一营养状况就能抑制或阻止其合成和分泌。当植物缺乏这一养分时,植物体可通过自身的调节能力,合成专一性物质并自根分泌到根际,促进该养分的活化并提高植物对其吸收利用效率,从而达到克服或缓解该营养胁迫的目的。用单基因突变材料进行的研究表明,植物铁载体的生物合成和吸收利用是受单基因控制的过程。这一发现不仅使人类有可能运用生物学研究技术来解决营养缺乏问题,而且也为有效地利用自然资源、降低生产成本、减少环境污染提供了可能性。麦根酸类(mugineic.acids)植物铁载体(phytosiderophores)在缺铁禾本科植物体内的生物合成,从植物根内向根际的分泌、在根际环境中对铁的活化及植物对F63+—植物铁载体螯合体的吸收四个过程组成了禾本科植物对缺铁胁迫的适应机理。植物铁载体只在早晨日出后2~6h内大量分泌的节律性增加了它们在根际土壤中的相对浓度,减少了它们与土壤颗粒的接触和被吸附;分泌部位集中在微生物尚未侵染的根尖避开了微生物的破坏和分解,同时也增加了它们在土壤微区中的相对浓度。分泌作用和螯合作用不受介质pH值和Ca2+离子浓度影响的特性使该机理在经常出现缺铁现象的石灰性土壤上具有特殊意义。研究结果还表明,缺铁可以诱导激活根细胞原生质膜上可能存在的Fe3+—植物铁载体复合体的专一性吸收和运载蛋白,高pH值和CaCO3对这一蛋白的载体功能只有很小的抑制作用,即使在pH值和CaCO3含量都较高的石灰性土壤上,也能有效地发挥作用。这一结论揭示了小麦等禾本科植物适应铁胁迫的实质及其生态学意义。
低磷条件下不同基因型小麦幼苗对磷的吸收和利用效率及水分的影响
曹靖,
植物生态学报 植物生态学报 , 2000,
Abstract: ?选用在土壤磷水平为5~7mgP·kg-1土的条件下筛选出来的不同磷效率的4个冬小麦品种,采用盆栽试验研究了有效磷为3.2mgP·kg-1土时的磷效率、磷吸收效率、磷利用效率及土壤水分对这些指标的影响。结果表明:在有效磷很低的土壤上,“磷高效”品种小偃54和81(85)5—3—3—3在幼苗期并未表现出较高的磷效率。尽管这两个品种的磷吸收效率显著地高于NC37和京411,但由于它们的磷利用效率相对低于京411,从而使磷效率并未显著地提高。土壤水分对4个品种的磷吸收效率和利用效率均有显著影响。
高产条件下冬小麦产量性状的品种差异及氮肥效应
周顺利,
麦类作物学报 , 2001, DOI: 10.7606/j.issn.1009-1041.2001.02.045
Abstract: 通过对6个冬小麦品种产量性状的品种差异及氮肥效应进行研究,结果表明,冬小麦产量性状品种间差异显著;在高产条件下,氮肥的增产效果减弱,不同冬小麦品种对氮肥表现出不同的反应特征;随着氮肥用量的增加,不同品种冬小麦穗数的增加,每公顷施180kg化肥氮(无有机肥)时表现最好,而后随着氮肥用量的进一步增加而减少。穗粒数与氮肥用量呈现出正相关关系,而千粒重一般随氮肥用量的增加而降低;氮肥用量增加,小麦开花期推迟。
丛枝菌根真菌对棉花耐盐性的影响研究
冯 固,
中国生态农业学报 , 2003,
Abstract: 盆栽灭菌试验研究丛枝(AM)真菌对棉花耐盐性的影响结果表明,自然盐渍化土壤和人工模拟盐渍条件下接种AM真菌处理的生物产量显著高于不接种处理,相同土壤下菌根真菌对棉花植株生长的促进作用随盐水平的提高而增大,表明AM真菌与植株建立的共生关系有利于棉花在盐渍土壤中生长。盐胁迫下棉花植株对P的需要量增加,接种AM真菌可提高植株含P量,促进植株生长,提高棉花的耐盐性。
干旱胁迫及不同钾水平下烟草叶肉细胞中钾的再分布
魏永胜,梁宗,
植物营养与肥料学报 , 2002, DOI: 10.11674/zwyf.2002.0413
Abstract: 研究了干旱胁迫及不同水平下K+在烟草叶肉细胞的液泡、线粒体、叶绿体中的分布。结果表明,无论是正常水分条件下还是干旱胁迫下,施K肥可以提高叶肉组织中K的含量;烟草叶肉细胞中K+主要集中在液泡中,叶绿体中次之,线粒体中最少。干旱胁迫下,K+在烟草叶肉细胞内存在明显再分配现象,不施钾植株在干旱胁迫下液泡中K+总量变化不大,但所占比例减少;而线粒体、叶绿体中K+总量和所占比例均明显增加。施钾植株干旱胁迫下液泡中K+所占比例也有减少,但总量增加;线粒体中K+总量和所占比例均减少,叶绿体中K+总量和所占比例均明显增加,且叶绿体中K+的变化趋势随施钾量增加而增强。结果还表明,在不同干旱程度下,适量施钾可以减少烟草叶肉细胞光合活性的下降。
一定的低锌比缺锌对玉米危害更大
王景安,
自然科学进展 , 2002,
Abstract: 用溶液培养的方法研究了不同锌浓度对玉米生长发育的影响.结果表明:缺锌(即不供锌)和低锌(正常供锌的1%)使玉米的株高和茎叶干重均显著降低,低锌比缺锌的作用更明显;缺锌和低锌对根干重的影响远小于对地上部的影响,所以使根冠比增大,缺锌和低锌对玉米生长发育的这种影响与其影响玉米体内的锌浓度、细胞膜透性及膜脂过氧化有关,而且这种影响因玉米的品种不同而有差异.
缺磷条件下植物根内通气组织的形成
樊明寿,
自然科学进展 , 2003,
Abstract: 在水培条件下研究了低磷胁迫对小麦、玉米、菜豆和番茄根解剖结构的影响.结果表明经过一定时间的胁迫,小麦、玉米及菜豆根皮层部分薄壁细胞开始解体形成通气组织,而在同样的试验条件下,番茄无类似的现象.双子叶植物菜豆和番茄根部皮层部分所占整个根横切面的比例在低磷胁迫条件下明显增加,可能是由于低磷环境中生长的植株中柱次生发育缓慢引起的,而在不同磷水平条件下生长的单子叶植物小麦和玉米其皮层及中柱部分所占比例在整个实验期内均保持恒定,高磷和低磷处理间无明显差异.由于该实验可保证植物根系充足的氧气供给,所以可以推论在缺磷植株体内出现的通气组织还可能具有其他生理作用.
不同穗型的两个冬小麦品种根系~(86)Rb吸收活力变化差异与产量形成
王志芬,
核农学报 , 2002,
Abstract: 盆栽条件下利用86Rb同位素示踪技术,研究了两个不同穗型的冬小麦品种(大穗型鲁783,多穗型鲁麦14)根系86Rb吸收活力的差异及其对产量形成的影响。结果表明,拔节后两品种根系群体86Rb吸收活性,在开花前同步变化,鲁783低于鲁麦14。前者在挑旗期达到最大值,后者则继续增加,开花期达到最大值。灌浆期间,鲁783根系群体86Rb吸收活力显著低于多穗型品种。单茎根系86Rb吸收活力的变化趋势虽然类似于群体情况,但鲁783单茎根系86Rb吸收活力显著高于鲁麦14,其在灌浆后期低于鲁麦14,大穗型品种鲁783后期根系易于早衰。挑旗前,鲁783根内86Rb分配比例较高;开花到灌浆,根层86Rb分配比例鲁783明显高于鲁麦14,结果前者叶层和穗层的86Rb分配比例降低,籽粒灌浆受到抑制,千粒重明显下降,单穗粒重优势难以充分发挥
叶片质外体pH降低是铵态氮改善植物铁营养的重要机制
邹春琴,
科学通报 , 2003,
Abstract: 在营养液培养条件下,以硝态氮为对照,研究了铵态氮对向日葵叶片(HelianthusannuusLcvFrankasol)质外体pH和可溶性铁的影响,探讨了铵态氮改善植物铁营养状况的作用机制.结果表明,铵态氮通过降低叶片质外体pH和提高新叶质外体可溶性铁的浓度来改善缺铁植物的铁营养状况.铵态氮处理的缺铁植株新叶质外体、细胞汁液和木质部汁液中铁的浓度显著高于硝态氮处理,新叶未出现缺铁黄化症状.新叶质外体pH受氮素形态的影响较大,不供铁时,硝态氮和铵态氮处理植株新叶质外体pH分别为6.15和5.94,供铁时,新叶质外体分别为6.43和5.50.初生叶质外体pH不受氮素形态的影响,均在6.25左右.供应硝态氮和铵态氮的缺铁植物木质部汁液pH分别为5.72和5.49,供铁使木质部汁液pH分别提高了0.27和0.16个单位.
缺磷胁迫下的小麦根系形态特征研究
孙海国,
应用生态学报 , 2002,
Abstract: 研究了缺磷条件下不同基因型小麦(triticumaestivuml.)苗期根系形态学适应特征,以明确环境因子对根系不同组分(根轴和侧根)生长发育调控作用的强度和根系形态与磷营养效率关系.在缺p环境中,小麦根轴数量和侧根长度明显减小,同化物向根部的分配比例增加,根轴长度、侧根数量和根系长度等均有显著提高.供试基因型小麦的根轴数量及其长度的差异在每个供磷水平及不同供磷水平之间均呈显著,说明这两种性状的差异是由基因型和环境因素共同决定的;而侧根特征的差异只在不同供磷水平间显著,表明侧根性状主要受环境因素的控制.对6种基因型小麦的研究表明,根轴数量、根轴长度、根生长角度和根系长度根角之间存在着显著的基因型差异.相关分析表明,小麦的相对产量与缺磷条件下的小麦苗期根系形态指标的交互作用之间具有显著的线性关系.这种关系说明根系形态性状可作为早期有效地筛选磷高效小麦品种的指标.
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