低磷脅迫下玉米根系形態(tài)學(xué)變化和主要內(nèi)源激素含量的動態(tài)分析.pdf

1、磷是植物生長發(fā)育所必需的最主要的大量元素之一，在植物體新陳代謝中發(fā)揮著重要作用。土壤中磷的缺乏對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)都將產(chǎn)生重大影響。我國西南玉米生態(tài)區(qū)多屬紅壤，土壤貧瘠，有效磷嚴(yán)重缺乏，是限制玉米產(chǎn)量的重要非生物脅迫因素，利用作物自身遺傳潛力選育耐低磷品種，已成為植物營養(yǎng)學(xué)家和遺傳育種學(xué)家共同關(guān)注的熱點(diǎn)問題。同時玉米也是典型的低磷敏感性作物，對低磷脅迫的耐性存在顯著的基因型差異。因此，在低磷脅迫下研究不同基因型材料的各種適應(yīng)性反應(yīng)，是準(zhǔn)確有

2、效選育和改良品種的重要前提。
　　 本研究選用磷高效利用玉米自交系178、磷低效利用玉米自交系9782、178與9782雜交的F1及利用178與9782所構(gòu)建的RIL群體F7中表現(xiàn)較突出的2個家系（即磷高效的129和磷低效的202）為材料，在不同環(huán)境的低磷脅迫下，對玉米苗期根系形態(tài)變化及內(nèi)源激素含量的動態(tài)變化進(jìn)行了分析。本研究主要獲得如下結(jié)果：
　　 1.通過5種常用提取純化植物內(nèi)源激素方法的比較，探索出提取純化玉米內(nèi)源

3、激素的最優(yōu)方法。為研究不同提取純化方法對測定植物內(nèi)源激素含量的影響，本實(shí)驗(yàn)以雜交種川單13幼苗葉片和根系為材料，采用5種較常見提取純化方法，用高效液相色譜法對4種主要內(nèi)源激素含量進(jìn)行測定。研究結(jié)果表明：不同提取純化方法所得的測定結(jié)果間存在顯著性差異，在玉米葉片內(nèi)源激素含量測定結(jié)果中，方法一測得的ZT、GA3、ABA三種激素含量均高于其它方法，方法二測得的IAA含量高于其它方法；而在玉米根系內(nèi)源激素含量測定中，方法一測得的四種內(nèi)源激素含量

4、均高于其它方法。綜合所得結(jié)果可以看出，方法一是測定玉米葉片和根系內(nèi)源激素含量較優(yōu)的方法。
　　 2.以磷高效利用玉米自交系178和磷低效利用玉米自交系9782為材料，采用營養(yǎng)液培養(yǎng)和盆栽的方式，研究低磷脅迫下玉米苗期根系生長和內(nèi)源激素含量的動態(tài)變化。研究表明：1）在兩種供磷水平下，兩個供試自交系的考察指標(biāo)均存在基因型差異，但這種差異在不同供磷水平下表現(xiàn)程度不同；2）隨著介質(zhì)磷水平降低，玉米根長、根/冠比及根和葉中IAA含量均增加

5、，ZT含量則隨之減?。浑S著脅迫時間延長，植株根和葉中IAA含量增大而ZT含量則減小，在脅迫初期GA3含量增加比較大，ABA在苗期的變化不明顯。在低磷環(huán)境中玉米IAA、GA3含量提高、ZT含量則降低，同時根長、根/冠比明顯增加，但不同基因型之間增加的幅度不同，磷高效利用自交系178增加的幅度要大于磷低效利用自交系9782，表明玉米根系變化與體內(nèi)IAA，ZT，GA3的含量關(guān)系密切；同時根冠比是影響作物養(yǎng)分吸收效率的重要因子，因此可將它作為磷

6、高效基因型根系形態(tài)特征的主要篩選指標(biāo)之一。
　　 3.以2個磷高效利用玉米自交系178和129，2個磷低效利用玉米自交系9782和202以及178與9782組配的雜種一代(F1)為材料，在營養(yǎng)液培養(yǎng)、沙培和大田三種不同環(huán)境下，研究低磷脅迫對玉米苗期葉片和根系內(nèi)源激素的適應(yīng)性特征及田間玉米主要生育進(jìn)程中葉和根系內(nèi)源激素含量的動態(tài)變化。研究表明：1）三種不同環(huán)境低磷脅迫條件下，玉米葉片和根系的ZT含量均減少，但GA3、IAA和ABA

7、含量均增加；GA3和IAA在磷高效利用材料178和129以及雜交種F1增加的幅度大于磷低效利用材料9782和202，相反ZT及ABA含量在磷高效材料中表現(xiàn)相對較穩(wěn)定一些；2）低磷脅迫下不同基因型材料的4種內(nèi)源激素在主要生育期和不同植株部位表現(xiàn)出明顯的動態(tài)變化差異，IAA、ZT在玉米葉中的含量變化起伏較大，且均于抽穗期達(dá)最小值；GA3在葉、根中的含量變化較明顯，尤其是葉中含量變化最大；ABA在低磷敏感基因型材料202根和葉中變化比較明顯。