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菜豆根构型对低磷胁迫的适应性变化及基因型差异

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Acta Botanica Sinica 2000年第2期42卷 158-163页

作者：廖红严小龙华南农业大学植物营养遗传研究室广州510642

利用特殊设计的营养袋纸培和分层式磷控释砂培等根系生长系统结合计算机图像分析技术 ,以基根根长在生长介质各层的相对分布和基根平均生长角度为指标 ,定量测定菜豆 (PhaseolusvulgarisL .)根构型在低磷胁迫下的适应性变化及其与磷效... 详细信息

利用特殊设计的营养袋纸培和分层式磷控释砂培等根系生长系统结合计算机图像分析技术 ,以基根根长在生长介质各层的相对分布和基根平均生长角度为指标 ,定量测定菜豆 (PhaseolusvulgarisL .)根构型在低磷胁迫下的适应性变化及其与磷效率的关系。结果表明 ,菜豆根构型对低磷胁迫具有适应性反应 ,在缺磷条件下基根向地性减弱 ,基根在生长介质表层相对分布增多、基根平均生长角度 (与水平线夹角 )变小 ,从而导致整个根系较浅。供试菜豆根构型对低磷胁迫的适应性反应具有显著基因型差异 ,缺磷时G19833等基因型向地性明显减弱 ,基根向高磷剖面趋向生长的能力较强 ,因而具有较高的磷吸收效率。研究结果表明根构型变化是菜豆适应低磷胁迫的可能机理之一 ,为通过改变植物根构型来提高磷吸收效率提供了依据。

关键词：菜豆根构型根向地性磷效率低磷胁迫选育

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低磷胁迫下不同种源马尾松的根构型与磷效率

应用生态学报 2012年第9期23卷 2339-2345页

作者：杨青张一周志春丰忠平中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江富阳311400 浙江省淳安县姥山林场浙江淳安311700

以浙江淳安、福建武平、广西岑溪和广东信宜4个代表性的马尾松种源为试材,设置异质低磷胁迫、同质低磷胁迫等不同磷素处理,研究马尾松种源感知不同类型低磷胁迫的根构型及磷效率变异规律.结果表明:无论在异质低磷还是同质低磷胁迫下,参... 详细信息

以浙江淳安、福建武平、广西岑溪和广东信宜4个代表性的马尾松种源为试材,设置异质低磷胁迫、同质低磷胁迫等不同磷素处理,研究马尾松种源感知不同类型低磷胁迫的根构型及磷效率变异规律.结果表明:无论在异质低磷还是同质低磷胁迫下,参试种源马尾松的主要生长性状和磷效率指标均存在极显著的种源间变异.异质低磷胁迫下,广东信宜、福建武平种源马尾松表现出较高的磷效率和干物质积累量,根构型发生适应性变化,富磷表层介质中的根系参数显著高于低磷效率的广西岑溪和浙江淳安种源.这是磷高效种源具有较高的磷素吸收效率和磷效率的重要机制.不同种源的表层富磷介质根系参数与其整株干物质积累量相关系数在0.95以上.同质低磷胁迫下,高磷效率种源马尾松的磷吸收率显著高于低磷效率种源,但表层介质中的根系参数和整株根系参数与整株干物质积累量的相关性较低.不同种源马尾松适应同质低磷胁迫和异质低磷胁迫的生物学机制有所差异,应有针对性地选择不同土壤磷素的森林立地并推广磷营养高效的马尾松种源.

关键词：马尾松种源异质低磷胁迫根构型磷效率

作物根构型相关基因研究进展及其在马铃薯抗旱种质创新中的应用展望

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植物生理学报 2021年第5期57卷 1007-1022页

作者：许德蓉孙超毕真真秦天元王一好王小东梁文君李鹏程张俊莲白江平甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃省干旱生境作物学重点实验室兰州730070 甘肃农业大学农学院兰州730070 甘肃农业大学园艺学院兰州730070

根构型决定了植物根系在土壤中的分布情况,影响着根系吸收土壤水分和养分的能力,对提高作物产量具有重要意义。本文整理并分析了近年来已经公开发表的233个调控植物根构型的基因,首先根据根构型的五大要素(主根、侧根、不定根、冠根和根... 详细信息

根构型决定了植物根系在土壤中的分布情况,影响着根系吸收土壤水分和养分的能力,对提高作物产量具有重要意义。本文整理并分析了近年来已经公开发表的233个调控植物根构型的基因,首先根据根构型的五大要素(主根、侧根、不定根、冠根和根毛)进行了划分和整理,然后通过聚类分析归为11类转录因子和5类功能基因并详述了其基因功能,旨在进一步挖掘出通过调控根构型进而提高作物抗旱性的基因,以期在马铃薯中研究其具体的抗旱作用机理,为马铃薯抗旱种质创新提供理论基础。

关键词：根构型转录因子功能基因马铃薯抗旱

腾格里沙漠地区4种优势一年生草本植物根构型特征

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应用生态学报 2024年第11期35卷 3015-3022页

作者：楼科尔曲文杰王磊王兴郜永贵张波尤万学杨新国宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021 宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021 宁夏大学生态环境学院银川750021 宁夏黄河湿地生态系统国家定位观测研究站银川750021 中国铁路兰州局集团有限公司中卫工务段中卫固沙林场宁夏中卫755000 宁夏中卫沙坡头国家级自然保护区管理局宁夏中卫755000

为探究荒漠地区一年生草本植物对生境的适应性,本文以腾格里沙漠东南缘固沙植被区的沙米、百花蒿、虫实、雾冰藜4种常见一年生草本植物为研究对象,采用传统挖掘法收集植物根系,基于量化的根系形态指标,利用几何拓扑学和分形理论分析根... 详细信息

为探究荒漠地区一年生草本植物对生境的适应性,本文以腾格里沙漠东南缘固沙植被区的沙米、百花蒿、虫实、雾冰藜4种常见一年生草本植物为研究对象,采用传统挖掘法收集植物根系,基于量化的根系形态指标,利用几何拓扑学和分形理论分析根构型特征,比较研究区4种一年生草本植物的根构型特征多样性及其适应机制的差异。结果表明:根冠比和根深宽比表现为沙米>百花蒿>虫实>雾冰藜,比根长和比表面积表现为沙米根系拓扑指数TI和修正拓扑指数q_(a)、q_(b)具有相同的趋势,均表现为沙米>百花蒿>虫实>雾冰藜;沙米、百花蒿、虫实、雾冰藜的根系分形维数分别为1.215、1.278、1.387、1.631,根系分形丰度分别为3.528、3.248、2.479、2.451。沙米和百花蒿采取高生长量资源对策,根系结构简单,倾向于鱼尾形分支结构,垂直方向资源获取能力和空间拓展能力较强;而雾冰藜和虫实采取高质量资源对策,根系结构更为复杂,倾向于叉状分支结构,具有更高的资源利用效率。

关键词：腾格里沙漠一年生草本植物根构型拓扑指数分形维数

磷有效性对大豆菌根侵染的调控及其与根构型、磷效率的关系

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应用生态学报 2008年第3期19卷 564-568页

作者：刘灵廖红王秀荣严小龙华南农业大学根系生物学研究中心

以30个不同根构型的大豆基因型为材料,通过盆栽试验,研究了生长介质磷有效性对大豆接种摩西球囊霉属丛枝菌根真菌的影响及其与根构型、磷效率的关系.结果表明:生长介质磷有效性显著地影响大豆菌根真菌的接种效果.低磷条件下接种菌根真... 详细信息

以30个不同根构型的大豆基因型为材料,通过盆栽试验,研究了生长介质磷有效性对大豆接种摩西球囊霉属丛枝菌根真菌的影响及其与根构型、磷效率的关系.结果表明:生长介质磷有效性显著地影响大豆菌根真菌的接种效果.低磷条件下接种菌根真菌效果明显,菌根侵染率较高,菌根对大豆磷吸收的贡献率较大;高磷条件下接种菌根真菌效果不显著,菌根侵染率较低,菌根对大豆磷吸收的贡献率较低.磷有效性和大豆根构型对菌根真菌接种的影响具有交互作用.低磷条件下,中间型和深根型大豆的菌根侵染率最高,浅根型最小.高磷条件下,根构型与菌根侵染率间的关系不明显.根构型和菌根侵染状况对大豆磷效率的贡献存在互利互补关系,磷效率高的大豆基因型一般具有较好的根构型或较高的菌根侵染率.

关键词：大豆丛枝真菌低磷胁迫根构型磷效率

不同根构型大豆与甜玉米间作对作物生长与磷吸收的影响

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华南农业大学学报 2024年第4期45卷 505-515页

作者：周慧颖祝晓慧谭婧琳田纪辉王天琪张兵兵陆星梁翠月田江华南农业大学资源环境学院/根系生物学研究中心广东广州510642

[目的]研究不同磷水平下不同根构型大豆与甜玉米间作对作物磷吸收与生长的影响,探究间作体系内根系形态、构型及根际土壤磷有效性等的关系。[方法]田间试验于2022年8月在广东省广州市增城区华南农业大学教学试验基地进行。以2个不同根... 详细信息

[目的]研究不同磷水平下不同根构型大豆与甜玉米间作对作物磷吸收与生长的影响,探究间作体系内根系形态、构型及根际土壤磷有效性等的关系。[方法]田间试验于2022年8月在广东省广州市增城区华南农业大学教学试验基地进行。以2个不同根构型的大豆品种‘本地2号’(深根型)和‘粤春03-3’(浅根型)为材料,采用裂区设计,主区为施磷(+P:大豆40 kg·hm^(-2)、甜玉米120 kg·hm^(-2))和不施磷(-P:大豆0 kg·hm^(-2)、甜玉米0kg·hm^(-2)) 2种施磷水平,副区为甜玉米单作、‘本地2号’‖甜玉米、‘粤春03-3’‖甜玉米、‘本地2号’单作和‘粤春03-3’单作5种种植模式。测定甜玉米和大豆的产量、生物量、磷吸收量以及根系形态和构型的相关指标,计算间作系统的土地当量比和种间竞争力。[结果]无论施磷还是不施磷条件下,间作大豆显著增加甜玉米产量,平均增产33.4%;不施磷条件下,间作大豆显著增加甜玉米生物量,平均增加62.7%。甜玉米和大豆间作具有间作优势,且受施磷水平影响;施磷条件下甜玉米与大豆间作的土地当量比为1.08,而不施磷条件下为1.21。种间竞争力分析表明,间作体系中,甜玉米竞争力显著强于大豆(种间竞争力>0),这种竞争优势在不施磷条件下更明显。此外,不施磷条件下间作深根型大豆‘本地2号’显著促进甜玉米磷吸收,平均增加40.6%。进一步分析发现,不施磷间作改变深根型大豆细根(直径≤0.5 mm)占比,同时诱导其根系拓宽,并显著提升甜玉米根际土壤有效磷含量。对间作体系内大豆和甜玉米性状的相关性分析发现,甜玉米的生物量与其总根长、大豆根宽和大豆根际土壤有效磷含量呈显著正相关;大豆的生物量与其磷吸收量、总根长、根宽以及根际土壤有效磷含量呈显著正相关,与其细根占比(直径≤0.5 mm)呈显著负相关。[结论]不施磷条件下,间作深根型大豆可有效促进甜玉米生长与磷吸收,提高甜玉米产量。研究结果为充分挖掘甜玉米‖大豆间作系统磷素利用潜力、筛选适合间作的大豆品种、实现磷肥减施增效提供了重要理论依据。

关键词：磷水平间作大豆甜玉米根构型磷吸收

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平地与边坡条件下野生胡枝子根构型特征研究

草业科学 2019年第7期36卷 1725-1733页

作者：伍红燕赵倩宋桂龙曹玉海胡兴波张璐张爱宾北京林业大学草业与草原学院北京100083 北京市首发天人生态景观有限公司北京100000

以鹫峰林场自然生长两年的野生胡枝子(Lespedeza bicolor)为研究对象,采用全根原位挖掘法和根系分析系统Win-RHIZO相结合的方法,研究自然条件下平地与不同坡度(24°、35°、45°)边坡4种立地条件下胡枝子的根系差异性特征,旨在揭示植物... 详细信息

以鹫峰林场自然生长两年的野生胡枝子(Lespedeza bicolor)为研究对象,采用全根原位挖掘法和根系分析系统Win-RHIZO相结合的方法,研究自然条件下平地与不同坡度(24°、35°、45°)边坡4种立地条件下胡枝子的根系差异性特征,旨在揭示植物在异质环境中根系变化及其相应适应性策略。结果表明,1)4种立地条件下胡枝子根系分布范围和不同方向基根数量分布差异显著(P根系趋于表层化,边坡胡枝子根系垂直拓展能力增强;2)相对于地上生物量,边坡环境对根系生物量和根冠比影响更显著,其中35°坡面根系生物量最高;3)随着坡度的增加,胡枝子根深宽比与根冠比呈逐渐增大的趋势;4)不同立地条件对胡枝子的根构型特征均有一定影响。4种立地条件下植物根长、根系分形维数和根丰度变化一致,即35°>平地>45°>24°;根体积和根表面积的大小有相同的变化趋势,即35°>45°>平地>24°。其中35°边坡条件下胡枝子根长、根表面积、根体积、分形维数、根丰度均最高,根系较发达。综上,不同立地条件在不同程度上影响着根系的形态建成,使植物形成了独特的根系适应性策略,表现出植物根系对异质环境的可塑性。

关键词：根构型坡度平地胡枝子根数分形维数

人工基质培养条件下营养亏缺对湖北海棠实生幼苗根构型的影响

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中国农业科学 2007年第1期40卷 161-166页

作者：范伟国杨洪强山东农业大学园艺科学与工程学院山东农业大学园艺科学与工程学院泰安271018

【目的】试图建立营养与根构型变化的模型,塑造苹果理想根构型,提高果树营养利用效率和进一步探讨营养元素在根构型构建过程中的作用机理。【方法】采用滤纸培养系统研究了营养元素缺乏对湖北海棠[Malushupehensis(Pamp.)Rehd.]根构型... 详细信息

【目的】试图建立营养与根构型变化的模型,塑造苹果理想根构型,提高果树营养利用效率和进一步探讨营养元素在根构型构建过程中的作用机理。【方法】采用滤纸培养系统研究了营养元素缺乏对湖北海棠[Malushupehensis(Pamp.)Rehd.]根构型的影响。【结果】湖北海棠实生幼苗根构型可分为8种类型。完全营养液中培养的植株根构型以“侧根集中分布在主根中上部”类型为主,生长介质分别缺磷、钾和钙时,植株根构型均以“侧根集中分布在主根上部”的类型为主,而“侧根集中分布在主根中上部”根构型减少;但缺磷时,根构型呈现“侧根集中分布在主根两端”的植株比例增加,“侧根集中分布在主根中部”的类型减少,根构型类型呈现多样化;缺钾时,“无侧根”植株比例增加,“侧根集中分布在主根中部”类型减少,并且“无侧根”、“侧根集中分布在主根上部”和“侧根集中分布在主根中上部”3种根构型的植株占97.9%,根构型类型简单。分别缺铁、镁和锌时,虽然植株根构型均以“侧根集中分布在主根中上部”类型为主,但拥有“侧根在主根上均匀分布”根构型的植株增加。缺氮介质中生长的植株根构型以“侧根在主根上均匀分布”类型为主,根构型类型呈现多样化。【结论】营养元素缺乏与湖北海棠幼苗根构型的改变有很大的关联,湖北海棠因缺乏不同营养而形成相应各异的根构型类型。

关键词：湖北海棠纸培根构型缺素

不同根构型大豆对低磷的适应性变化及其与磷效率的关系

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中国农业科学 2008年第4期41卷 1089-1099页

作者：刘灵廖红王秀荣严小龙华南农业大学根系生物学研究中心广州510642 广西师范大学生命科学学院广西桂林541004

【目的】探讨土壤低磷胁迫下大豆的根形态、构型适应性变化的基因型差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【方法】采用具有不同根构型和磷效率的51个大豆品种,分别在广东省博罗县和英德县两个试验点的酸性缺磷红壤上,分春播和夏播两个季... 详细信息

【目的】探讨土壤低磷胁迫下大豆的根形态、构型适应性变化的基因型差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【方法】采用具有不同根构型和磷效率的51个大豆品种,分别在广东省博罗县和英德县两个试验点的酸性缺磷红壤上,分春播和夏播两个季节进行田间试验,测定低磷、高磷处理下根形态、构型的差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【结果】低磷处理下供试大豆基因型间生物量和产量具有极显著的基因型差异;供试大豆基因型的根形态、构型与磷效率密切相关,浅根型大豆根系具有合理的三维空间分布和较长的总根长,其磷效率和产量最高;低磷条件下,浅根构型和深根构型的大豆基因型根构型可塑性最小,中间根构型的大豆供试材料根构型最不稳定,可塑性最大。【结论】缺磷是供试酸性红壤上大豆生长的主要限制因子之一,大豆具有适应低磷土壤的遗传潜力;土壤中磷的有效性等环境因素对根构型具有调节作用;具有较好根形态构型的大豆基因型有利于从耕层土壤中吸收有效磷和其它养分,其产量和磷效率均较高。

关键词：大豆低磷胁迫根构型磷效率