磷高效型野生大麦根系形态和根系分泌物对低水平植酸态有机磷的响应特征

摘要：

【目的】有机磷为土壤磷库的重要组成部分，研究不同磷效率作物对有机磷的利用能力的差异，有助于了解作物高效吸收磷的机理。【方法】以磷高效基因型大麦(IS-22-25、IS-22-30)和低效基因型大麦(IS-07-07)为试验材料，植酸钠为有机磷源进行水培试验。设置5个植酸钠浓度(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mmol/L)，使用根系扫描仪分析其根长、根表面积、根体积等形态特征，并测定根系与根系分泌的酸性磷酸酶、植酸酶活性等生理特征。【结果】随有机磷浓度降低，磷高效基因型野生大麦总根长、总表面积和总体积呈增加趋势。低有机磷浓度下，磷高效基因型大麦总根长较正常有机磷浓度(0.4 mmol/L)下增加了139.7%～146.0%，直径 D＜0.16 mm的根长提高了156.8%～161.5%，且磷高效基因型总根长较低效基因型高8.6%～60.4%。低有机磷浓度下，磷高效基因型根系各参数均显著高于低效基因型。随着有机磷浓度降低，磷高效基因型根总表面积提高了83.5%～117.5%，较低效基因型高14.0%～46.4%；根总体积提高了80.7%～119.3%，较低效基因型高19.6%～150.0%。随着有机磷浓度升高，磷高效基因型根系及其分泌酸性磷酸酶和植酸酶活性显著降低。低有机磷浓度下，磷高效基因型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性增加了163.3%～172.2%和98.6%～121.2%，较低效基因型高14.4%～41.2%和23.1%～37.2%；磷高效基因型根系分泌酸性磷酸酶和植酸酶活性增加了157.8%～193.4%和172.4%～183.4%，较低效基因型高20.2%～45.7%和24.7%～51.4%。【结论】在低浓度有机磷胁迫下，磷高效基因型通过良好的根系形态，有效扩大了根系对水分和养分的接触空间，为磷高效基因型的快速生长和磷素吸收提供了条件；同时，低浓度有机磷胁迫增强了根系分泌酸性磷酸酶和植酸酶，提高了介质环境中磷素的生物有效性，对有机磷的吸收利用表现出明显优势。

关键词：野生大麦、植酸、根系形态、酸性磷酸酶、植酸酶

所属期刊栏目：22

分类号：S512.3(禾谷类作物)

资助基金：国家自然科学基金31401377；四川省科技支撑计划项目2013NZ0044,2013NZ0029；四川省教育厅重点项目14ZA0002,14ZA0010资助。

在线出版日期：2017-01-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1538-1547