低磷胁迫下木豆品种间磷利用效率差异及其机制

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1、秦丽凤等：低磷胁迫下木豆利用磷的基因型差异及其机制1723低磷胁迫下木豆利用磷的基因型差异及其机制秦丽凤1,2，玉永雄3，黎晓峰2*，顾明华21.桂林医学院生物技术学院，广西桂林541004；2.广西大学农学院，广西南宁530005；3.西南大学动物科技学院，重庆北碚400716；摘要：以木豆[CajanusCajan(L.)Millsp]MD2、MD5、MD7为材料，采用水培试验方法研究了木豆对磷的吸收、利用的基因型差异及其机理。结果表明：低磷（P1μmol·L-1）胁迫下，木豆对磷素的吸收和利用效率存在明显的基因型差异，其中M

2、D2、MD7属于磷素吸收、利用效率较强的基因型，而MD5为磷素效率较低的基因型。低磷培养16d后，磷高效的基因型的根/冠比显著增加，根分泌的酸性磷酸酶（APA）活性较高，说明木豆对磷素的吸收效率与植株的根冠比及根分泌的酸性磷酸酶活性有关。在低磷胁迫下，虽然MD7、MD2的含磷量较低，但是磷素利用效率和根尖中APA活性较高，说明根中高APA活性是磷利用效率高的重要原因之一。关键词：木豆[CajanusCajan(L.)Millsp]；磷胁迫；磷利用效率；基因型；机理中图分类号：Q945.78文献标识码：A文章编号：1672-2175

3、（2007）06-1719-04秦丽凤等：低磷胁迫下木豆利用磷的基因型差异及其机制1723磷在植物生命活动中有着重要的生理功能，是植物必需的大量元素之一。然而，我国南方高温多雨，土壤风化强烈，富铁、铝化作用明显，大多数为酸性或强酸性土壤（红壤、砖红壤、赤红壤等）。由于风化程度高，磷肥施入土壤后被土壤中大量游离铁、铝氧化物和水化氧化物所固定，很快转化成Fe-P和Al-P，两者可达总量的80%～90%，并逐步向闭蓄态磷转化，使之转化成难为植物吸收利用的形态，严重地制约着作物生长[1]。因此，筛选及培育对磷利用效率高的作物品种，在农业生

4、产上有很大的实际意义。木豆[CajanusCajan(L.)Millsp]被认为是在酸性土壤上具较高生产潜力和经济价值作物之一，可用作粮食、蔬菜、饲料、工业原料等。自1996年中国农科院从国际半干旱热带作物研究所重新引进改良品种在全国多个地区试种以来，得到了广大研究人员及农民的肯定，尤其对促进西部农业和山村经济发展、保护农业生态环境起到了很好的作用[2，3]。本文通过对比3个不同基因型木豆品种在低磷环境下的适应性反应，揭示供试木豆品种的耐低磷能力差异性机理，为引种优良种质资源和进一步培育适合酸性土壤种植的优良品种提供理论依据。1材

5、料与方法1.1供试材料供试的木豆品种为木豆2号（MD2）、木豆5号(MD5)和木豆7号（MD7）。MD2和MD5购自广西农科院。MD7购自广西凤山科委，市场上称之为印度木豆，在当地广泛种植。1.2植株的培养条件供试材料的种植与培养均在广西大学农业资源与环境实验室的人工光照培养室中进行，每天的光照与黑暗时间分别为14h和10h，并对应于25℃和20℃的温度。1.3木豆幼苗的培养选取颜色、大小一致的供试品种种子，用w=1％的次氯酸钠浸泡消毒20min，去离子水洗净至无次氯酸钠气味。浸种约12h后，将种子洗净平铺于湿润的毛巾上，并覆盖上

6、湿润的毛巾，催芽约24h，在催芽过程中不定时喷水以保持一定的湿度。将发根的种子播于湿润珍珠岩中，不定时浇灌去离子水，保持珍珠岩湿润，种子萌芽后第一对真叶张开前移栽。1.4木豆干质量、根冠比、植株含磷量、吸磷量及植株磷利用效率的测定选取长势一致的木豆幼苗移栽于1.35L塑料培养盆中，每盆15株。在完全营养液（pH6.0）中通气培养，每小时间隔通气20min。培养3d后，分别于完全营养液（CK）与低磷营养液（pH6.0）中培养，每个处理3个重复，每隔两天更换一次营养液。完全营养液为1/5强度的霍格兰培养液，低磷营养液含1μmol·L-

7、1P，其它成分同完全营养液。培养16d后，收获植株，称取植株地上部分与根的干质量，计算植株的根冠比；用钼黄比色法测定植株含磷量；计算植株磷效率（植株磷效率＝植株干质量/植株吸磷量×1000）。1.5酸性磷酸酶（APA）活性的测定1.5.1根尖分泌的酸性磷酸酶活性的测定在冰浴中切取15条1cm长的根尖，放入25秦丽凤等：低磷胁迫下木豆利用磷的基因型差异及其机制1723mL酸性磷酸酶反应液中。反应液含0.1mol·L-1醋酸钠缓冲液（pH5.6）和5mmol·L-1硝基苯磷酸二钠（ρ-NPP）。在30℃下黑暗反应30min后加入4mo

8、lL-1NaOH溶液0.625mL终止酶促反应，反应液于紫外分光光度计（UV1206型，ShimadzuCo.，日本东京）400.8nm波长下进行比色。酶活性以单位时间内单位根尖水解对硝基苯磷酸二钠（ρ-NPP）生成对硝基苯酚（NP）的量（µg·a