_低铁胁迫对不同耐低磷玉米生长及磷、铁养分吸收的影响

⽟⽶低温胁迫下五项⽣理指标测定⽟⽶低温胁迫下五项⽣理指标测定马⼴伟（东北农业⼤学⽣命科学学院2008级⽣物科学哈尔滨150036）摘要：本实验研究了⽟⽶幼苗在5℃处理6⼩时后，叶绿素含量、组织⽔势、组织抗逆性、根系活⼒、过氧化氢酶的活性五项⽣理指标的变化，并分析了变化的原因，综合讨论了低温胁迫对⽟⽶幼苗的影响。

关键词：，低温，⽟⽶，⽣理指标植物寒害⼀般分为两种：冰点以上低温对植物的伤害为冷害；冰点以下低温对植物的伤害为冻害。

本⽂主要讨论冷害对⽟⽶幼苗的影响。

低温会在⼀定程度上破坏细胞膜，从⽽影响植物膜系统维持的⽣理功能【1,2】。

根据对低温的抗逆性将植物分为两类：低温⽶感型，如⽟⽶（极限低温5℃），⾹蕉（极限低温14℃）；低温⾮敏感型，这类植物在15℃以下0℃以上时受冷害的迹象不明显【3】。

⽣活在寒带及温带早春、晚秋的植物⼀般对冷害的抗性较强，原产在热带和亚热带地区的植物以及温带夏季⽣长的植物对冷害的抗性⼀般较弱。

同⼀作物的不同品种间对冷害的抗性也有差异【1,4】。

低温冷害是限制物种分布与农业⽣产的重要因素【1,5】⿊龙江省属于⾼寒地区，冬季时间长，温度低；夏季早晚温差⼤，⽟⽶是当地主要的农作物之⼀，所以，研究低温对⽟⽶幼苗的伤害有重⼤的实际意义。

1 材料与⽅法1.1 材料9单48号⽟⽶⾃交系，由东北农业⼤学⽣命科学学院植物⽣理实验室提供。

1.2 ⽅法1.2.1 ⽟⽶浸种和催芽精选种⼦400粒左右,⽤蒸馏⽔将⽟⽶种⼦洗净，放⼊⼤烧杯。

先⽤75%酒精浸泡10s后⽤蒸馏⽔洗净残余酒精，再⽤5%次氯酸钙浸泡10min后⽤蒸馏⽔洗净，加蒸馏⽔没过种⼦，37℃恒温暗培养进⾏催芽。

1.2.2 ⽟⽶幼苗的培养和低温胁迫处理⽟⽶催芽16h后，⽤蒸馏⽔洗三次，洗去种⼦表⾯抑制⽣长的物质。

将⼤烧杯中⽔倒净，⽤⼲净的湿布塞住烧杯⼝,⽬的是保湿，加盖培养⽫保持⽔分，37℃恒温暗培养，每隔4⼩时左右⽤蒸馏⽔洗三次。

然后进⾏沙培，将沙⼦平铺在培养盘上，⽤喷壶浇适当的完全营养液（表⼀）。

玉米应答低磷胁迫机制研究进展玉米是世界上最重要的粮食作物之一，其生长发育过程中面临着各种各样的环境胁迫，其中磷胁迫是影响玉米生长和产量的重要因素之一。

随着对磷胁迫机制的深入研究，人们对玉米应对低磷胁迫的机制也有了更深入的了解。

本文将对玉米应对低磷胁迫机制的研究进展进行综述，并展望未来在该领域的研究方向和挑战。

一、玉米对磷的需求和吸收磷是植物生长发育过程中不可缺少的营养元素之一，它参与到植物的能量代谢、DNA合成、酶的活化等重要生物学过程中。

在玉米生长过程中，磷的需求量较大，尤其是在幼苗期和抽穗期，对磷的需求更为显著。

大部分土壤中的磷以无机形式存在，不易被植物吸收利用。

磷胁迫严重影响着玉米的生长和产量。

玉米对磷的吸收主要通过根系进行，而磷在土壤中的有效性则受到土壤pH值、有机质含量、磷的形态等多种因素的影响。

提高土壤中磷的有效性，增强玉米对磷的吸收能力，对于玉米的生长和产量具有重要意义。

二、玉米应对低磷胁迫的生理和分子机制1. 根系对低磷胁迫的响应在低磷胁迫条件下，玉米根系会产生一系列生理和形态上的变化，以增加对磷的吸收能力。

首先是根系的生长受到抑制，根系长度减短，分生区活跃度降低，表观根密度增加，这些变化有助于减少根系与土壤中磷的接触面积，从而提高磷的吸收效率。

其次是根系分泌相关物质的增加，如根际酸和碱性磷酸酶等，这些物质可溶解土壤中的磷，使其转化为可被植物吸收的形态。

2. 植株生长和养分转运受到影响低磷胁迫会导致玉米植株的生长受到抑制，主要表现为植株高度减小、叶片发育受阻、叶绿素含量降低等。

磷的吸收和转运也会受到影响，主要体现在磷的吸收速率和根系对磷的吸收能力的提高。

植株在低磷胁迫条件下，会调整磷的分配，优先满足新生组织对磷的需求，从而维持植株基本代谢的进行。

3. 分子机制的响应随着分子生物学和生物技术的发展，人们对玉米应对低磷胁迫的分子机制也有了更深入的了解。

一些研究表明，在低磷胁迫条件下，一些基因会被特异性激活，从而启动一系列信号传导途径和代谢途径，以帮助植物应对磷胁迫。

ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１６７２ ７９８３．２０２０．０３．００３低磷胁迫对水稻生长及生理特性的影响丁艳，朱兰保，盛　蒂，常晓梅（蚌埠学院土木与水利水电工程学院，安徽蚌埠，２３３０００）摘要：以３种不同基因型水稻为材料，采用水培方式分别对水稻植株进行正常供磷（＋Ｐ，０．３２３ｍｍｏｌ·Ｌ－１）和低磷（－Ｐ，０．０１３ｍｍｏｌ·Ｌ－１）培养。

通过对植株的表型观察，根系形态的扫描，生物量及部分理化指标的测定，研究低磷对水稻生长的影响，明确水稻对低磷胁迫的适应机制。

结果表明，与正常供磷水稻植株相比，低磷处理的水稻植株矮小，叶面积减小，分蘖数及穗粒数减少；同时，根长增长，根系活力减弱，根系分泌酸性磷酸酶（ＡＰａｓｅ）活性增强，根系分泌酸（Ｈ＋）增多；此外，低磷处理水稻植株相对含水率下降，地上部干质量下降，根部干质量增加，根冠比增大。

即在磷营养供应不足时，水稻通过改变根系形态、增加根系分泌酸和提高酸性磷酸酶活性等适应机制，增加对土壤中磷元素的吸收和利用，以适应低磷环境。

关键词：水稻；低磷胁迫；生长指标；生理指标；根系形态中图分类号：Ｓ５１１．０１文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２ ７９８３（２０２０）０３ ００１３ ０７水稻是重要粮食作物之一，全球约有５０％以上的人口以稻米为主食［１］。

水稻的生长过程中，磷肥是不可缺少的营养元素，磷可增强植株体内活力，促进养分合成和转运，增强光合作用，延长叶的功能期，有益于水稻增产稳产［２，３］。

磷素供应不足会影响水稻的正常生长发育，进而影响其产量和品质［４，５］。

有研究表明，在低磷条件下，作物会从形态和生理等方面做出一些适应性反应，以适应低磷环境［６～８］。

刘文菊等［９］研究发现，不同基因型水稻在磷胁迫下其根系形态发生了明显变化，如根长、根冠比均呈增加趋势。

在低磷条件下，水稻植株分蘖数增减少，且每株根系相互之间有横向交织生长现象［１０］。

Vol 131,No 15pp 1667-669　May ,2005作　物　学　报ACTA A GRONOM ICA SIN ICA第31卷第5期2005年5月　667～669页研究简报低磷胁迫对不同基因型玉米主要生理生化特性的影响梁秀兰1　林英春2　年　海1　解丽霞1Ξ(1华南农业大学农学院,广东广州510642;2惠州市惠阳农业局,广东惠州516100)The E ffect of Low Phosphorus Stress on Main Physiological T raits of Different Maize G enotypesL IAN G Xiu 2Lan 1,L IN Y ing 2Chun 2,NIAN Hai 1,XIE Li 2Xia 1(1College of A gricult ure ,South China A gricult ural U niversity ,Guangz hou 510642,Guangdong ;2Huiyang A gricult ural Of f ice ,Huiz hou 516100,Guangdong ,China ) 磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一,不仅是植物体内许多重要化合物的组分,而且还以多种途径参与植物代谢。

植物所需磷素的主要来源于根系自土壤的吸收[1]。

红壤对磷素有强大的固定能力,而且当p H 值低于6时,其固定值随p H 值的下降而线性增大,使磷在土壤溶液中的浓度下降,有效性降低[2]。

有研究表明,低磷胁迫降低小麦、玉米叶绿素含量,抑制叶片的硝酸还原酶活性,显著提高小麦、玉米等作物的叶片、根、甚至全株的酸性磷酸酯酶活性,导致甘蔗叶片丙二醛含量增加,且耐性差的品种较明显和较早发生[3～7]。

玉米是对缺磷极敏感的作物,但有关不同基因型玉米耐低磷能力以及土壤低磷对不同玉米基因型主要生理生化特性影响的报道较少。

缺磷对不同耐低磷玉米基因型酸性磷酸酶活性的影响张丽梅;郭再华;张琳;贺立源【摘要】[目的]酸性磷酸酶活性与土壤及植株体内有机磷的分解和再利用有着密切的关系.本研究以不同耐低磷玉米自交系为材料,研究低磷胁迫下玉米叶片、根组织内以及根系分泌酸性磷酸酶活性的变化及基因型差异,探讨酸性磷酸酶与玉米耐低磷之间的关系,以期更深入地了解玉米耐低磷的生理机制.[方法]以5个典型耐低磷自交系99180T、99239T、99186T、99327T、99184T和2个磷敏感自交系99152S、99270S为试验材料,采用营养液培养方法,设正常磷和低磷两种处理,分别于缺磷处理3、8和12 d时调查取样,测定地上部干重、根干重、叶片中无机磷(Pi)含量、根和地上部磷累积量、根系分泌APase活性以及叶片中APase活性,并于缺磷处理12 d测定根系内APase活性.[结果]1)缺磷使玉米地上部干重下降,根干重、根冠比增加,随着缺磷处理(3 d→8 d→12 d)时间的延长,根干重、根冠比增加幅度增大,且耐低磷自交系根干重增加幅度普遍大于敏感自交系.2)低磷条件下,玉米自交系磷吸收、利用效率存在基因型差异,耐低磷自交系99239T、99180T和99327T磷吸收效率较高,99186T和99184T磷利用效率高,敏感自交系99152S、99270S磷吸收和利用效率均较低.3)低磷处理使玉米自交系叶片无机磷(Pi)含量显著下降,耐低磷自交系99184T、99327T和99239T下降幅度较小,相对叶片无机磷含量较高.4)缺磷诱导玉米根系分泌的APase活性升高.耐低磷自交系99184T和99186T根系分泌APase活性升高幅度较大,其余3个耐低磷自交系未表现出明显优势.缺磷处理3d、8d,玉米根系分泌APase活性与磷累积量显著正相关,而12d 时相关性不显著;根系分泌APase活性与磷利用效率在缺磷处理12d时达显著正相关.说明玉米根系分泌APase活性与磷吸收、利用效率相关关系不稳定.5)缺磷处理12d,各玉米自交系根组织内APase活性与根系分泌APase活性变化情况较一致,两者相关系数r =0.755(P＜0.05).6)缺磷条件下各玉米自交系叶片组织内APase 活性均有升高趋势,并表现出明显的基因型差异.缺磷处理8d,耐低磷自交系99184T 和99239T叶片组织内APase活性升高幅度最大,其次是99327T和99186T,99180T、99270S和99152S升高幅度较小;缺磷处理12 d,各玉米自交系叶片APase活性仍继续增加,99239T、99184T、99327T和99186T的相对APase活性均较高,99270S和99152S的相对APase活性较低.相关性分析表明,缺磷条件下玉米自交系叶片中相对APase活性与叶片中相对无机磷(Pi)含量显著正相关,与磷吸收、利用效率不显著相关.[结论]低磷诱导玉米叶片、根组织和根系分泌APase活性升高,根组织和根系分泌APase活性的大小与玉米耐低磷能力不完全相关,叶片APase活性与玉米耐低磷能力有较好的一致性.【期刊名称】《植物营养与肥料学报》【年(卷),期】2015(021)004【总页数】13页(P898-910)【关键词】玉米;缺磷;酸性磷酸酶;基因型【作者】张丽梅;郭再华;张琳;贺立源【作者单位】华中农业大学资源环境学院,湖北武汉430070;华中农业大学资源环境学院,湖北武汉430070;华中农业大学资源环境学院,湖北武汉430070;华中农业大学资源环境学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】S346+.2;S513我国土壤中全磷含量很高，但仍有74%的耕地缺磷[ 1 ] ，土壤中绝大部分磷素以难溶性磷酸盐和有机磷形式存在，难以被植物吸收利用，低磷成为限制作物生长和产量的主要因子[2]。

玉米低磷胁迫研究现状摘要玉米是世界第二大粮食作物，同时也是我国第一大农作物。

磷是玉米生长发育所必需的元素之一，充当生物膜和核酸的重要组成元素，缺磷将严重影响玉米的生长发育。

综述了缺磷对玉米苗期性状、根系、生理生化特性及产量等方面的影响。

关键词玉米；低磷胁迫；研究现状玉米是世界第二大粮食作物，同时也是我国第一大农作物，既可作为饲料和工业原料，也可作为食品，是改善人民生活水平和出口贸易的重要资源之一，对农业和畜牧业的发展具有十分重要的意义[1]。

磷是植物生长发育所必需的大量元素之一，它不但是生物膜和核酸的重要组成成分，还在光合作用、酶活性调节、呼吸作用、信号传导、氧化还原反应、能量代谢和碳代谢等方面具有十分重要的作用[2]。

缺磷是影响玉米生产的重要因素之一，低磷胁迫将对玉米苗期性状、根系、生理生化特性、成熟期性状等产生非常大的影响。

1 玉米缺磷症状缺磷时，玉米植株较为敏感，表现出的主要症状有：植株矮化；叶尖、叶缘失绿，使其呈现紫红色，后叶端枯死或者变成暗紫褐色；根系相当不发达，根体积下降；雌穗授粉也会受到相应的阻碍；种子籽粒呈现干瘪或者无果实，果穗相对稀少。

2 缺磷对玉米苗期性状的影响玉米幼苗缺磷时，植株整体表现非常瘦弱，叶片呈暗绿色，并且叶片较小，茎叶则出现红紫色。

由于体内硝态氮累积、磷素营养供应不足导致蛋白质的合成受到阻碍，新的细胞质和细胞核形成相对减少，进而影响细胞分裂分化，导致玉米生长迟缓，植株也相对矮小。

磷素缺乏时，玉米叶片的生长也会受到影响，叶片生长速度降低，导致体型较小，但是叶绿素含量相对提高，与磷营养较为丰富的玉米相比，缺磷组叶片颜色深，这与叶绿素含量有关[3-4]。

3 缺磷对玉米根系的影响在长期的自然选择下，在遭受低磷胁迫时，植物自身逐渐形成了不同的生物学适应机制，使得植物根系形态结构发生变化，从而扩大了根系涉猎土壤的面积，增强根系对土壤磷素的吸收能力[5]。

在低磷条件下，玉米根生物量降低明显，玉米根系对环境中难溶性磷的活化、转运、分配、有效吸收及再利用等均能发生与之相适应的反应，包括增加根体积、根表面积、总根数、侧根长、侧根数及根冠比[6-9]，其中根冠比的增加被认为是植物耐低磷胁迫的机制之一[8，10]。