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缺磷环境下黑磷纳米片对大豆生长性状的影响

生态学杂志 2023年

作者：安琪乐赵青张思玉张雪娇李海波东北大学资源与土木工程学院中国科学院沈阳应用生态研究所环境微界面化学

黑磷纳米片（BPNSs）作为一种潜在纳米肥能够为农业领域发展带来新的机遇。为验证BPNSs及其降解产物磷酸根在植物中的富集过程，探索BPNSs对大豆生长性状的影响，本文开展了BPNSs-大豆共培养实验，结果表明：BPNSs可显著提升大豆植株尤... 详细信息

黑磷纳米片（BPNSs）作为一种潜在纳米肥能够为农业领域发展带来新的机遇。为验证BPNSs及其降解产物磷酸根在植物中的富集过程，探索BPNSs对大豆生长性状的影响，本文开展了BPNSs-大豆共培养实验，结果表明：BPNSs可显著提升大豆植株尤其是根部的磷含量，缺磷霍格兰（Hoagland）培养条件下，BPNSs处理组根部磷含量提升45.8%，地上部磷含量提升8%，从而减缓了叶片褪绿过程，延缓了大豆缺磷性状的产生，促进了地上部与根部生长速率回归正常。透射电镜观察结果表明，大量BPNSs富集于根部尤其是根中髓内，这解释了BPNSs处理组大豆根磷含量远超对照组的原因。本文研究结果为BPNSs在未来纳米农业中应用提供了基础数据。

关键词：黑磷纳米片磷效应缺磷大豆生长性状

闽楠SPX基因家族的鉴定及其缺磷胁迫下的表达分析

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农业生物技术学报 2023年第9期31卷 1832-1845页

作者：吴梦洁洪家都李芳燕周生财程龙军浙江农林大学林业与生物技术学院/亚热带森林培育国家重点实验室丽水职业技术学院

闽楠(Phoebe bournei)是我国特有的珍贵用材树种，在南方红壤土中造林易产生低磷胁迫，影响栽培效益。挖掘闽楠耐低磷重要基因资源，对利用分子辅助育种技术培育耐低磷闽楠品种具有重要意义。SPX基因家族成员与磷吸收和平衡相关，本研... 详细信息

闽楠(Phoebe bournei)是我国特有的珍贵用材树种，在南方红壤土中造林易产生低磷胁迫，影响栽培效益。挖掘闽楠耐低磷重要基因资源，对利用分子辅助育种技术培育耐低磷闽楠品种具有重要意义。SPX基因家族成员与磷吸收和平衡相关，本研究在全基因组范围内对闽楠SPX基因家族成员进行筛选、鉴定，同时，利用qPCR技术分析了PbSPX基因在闽楠根、茎和叶中的组织表达情况，以及在缺磷处理10和60 d时，PbSPX基因在植株根和叶片中的表达模式。结果显示，20个PbSPX基因分布在闽楠的1到10号染色体，根据蛋白序列特征和进化关系分属4个亚家族，包括6个SPX亚家族成员，7个SPX-EXS亚家族成员，3个SPX-MFS亚家族成员和4个SPX-RING亚家族成员。启动子顺式作用元件分析表明，PbSPX基因启动子上含有P1BS、W-box和MBS等磷胁迫响应相关元件。组织特异性分析表明，PbSPX2、PbSPXEXS1、PbSPX-RING2主要在根中表达，在叶中相对表达量较高的有12个PbSPX基因。在缺磷处理10和60 d的闽楠根中，除PbSPX6之外的其他5个SPX亚家族成员和PbSPX-MFS1都被缺磷显著诱导，与对照相比表达显著上调，而PbSPX-MFS2被显著抑制，表达显著下调。PbSPX-RING1和PbSPX-EXS1在缺磷10 d表达显著上调，PbSPX-RING3和PbSPX-EXS2在缺磷60 d表达显著上调。PbSPX-EXS6在缺磷10 d的根中表达显著下调，而在缺磷60 d时表达显著上调。叶片中PbSPX1～PbSPX5、PbSPX-EXS1及PbSPXMFS1均在缺磷60 d时被诱导，与对照相比表达显著上调，而PbSPX-MFS2在缺磷60 d表达显著下调，与根中的表达趋势一致。作为磷转运体的亚家族成员PbSPX-EXS1、PbSPX-EXS2和PbSPX-EXS6在不同组织中对磷水平信号的响应不同。结果表明，闽楠SPX亚家族成员参与了磷胁迫响应，而且其表达受相应组织中磷水平的调控。本研究初步揭示了PbSPX基因家族成员与低磷胁迫响应的关系，为进一步研究其在低磷响应中的功能和机制提供了参考。

关键词：闽楠 SPX基因家族基因表达缺磷

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铁对缺磷和铝毒耦合胁迫下杉木耐铝性的影响

西北植物学报 2023年第6期43卷 929-939页

作者：钟明慧洪美珍罗珍珍叶丽丽许珊珊曹光球叶义全福建农林大学林学院福州350002 国家林草局杉木工程技术研究中心福州350002 林木逆境生理生态及分子生物学福建省高校重点实验室福州350002

为探究酸性土壤中铁与缺磷和铝毒耦合胁迫的互作关系及其对杉木耐铝性的影响,以杉木优良基因型YX11实生苗为材料,采用控制条件下沙培试验方法,设置对照(CK)、铝胁迫(Al)、缺磷和铝毒耦合胁迫(-P+Al)、缺磷和铝毒耦合胁迫下缺铁处理(-P+A... 详细信息

为探究酸性土壤中铁与缺磷和铝毒耦合胁迫的互作关系及其对杉木耐铝性的影响,以杉木优良基因型YX11实生苗为材料,采用控制条件下沙培试验方法,设置对照(CK)、铝胁迫(Al)、缺磷和铝毒耦合胁迫(-P+Al)、缺磷和铝毒耦合胁迫下缺铁处理(-P+Al-Fe),研究缺磷和铝毒耦合胁迫下,外源供铁对杉木幼苗生长、光合生理、植株铝和铁含量、叶片抗性生理的影响。结果表明:(1)Al胁迫处理能显著抑制杉木幼苗生长,-P+Al处理进一步加剧Al诱导的生长受抑,而-P+Al-Fe处理则能显著缓解-P+Al处理引起的生长受抑程度。(2)杉木叶片光合色素含量,叶绿素荧光参数最大荧光(F_(m))、可变荧光(F_(v))、PSⅡ潜在光化学活性(F_(v)/F_(o))、PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光化学淬灭系数(qP)和实际最大量子产额(QY)以及叶片净光合速率在不同胁迫处理下均较CK出现不同程度下降,但-P+Al处理的降幅显著大于-P+Al-Fe处理。(3)杉木叶片SOD、POD、CAT和APX等抗氧化酶活性在不同胁迫处理下均比CK显著增加,但-P+Al处理各抗氧化酶活性增幅显著低于-P+Al-Fe处理,从而导致-P+Al处理叶片形成更多过氧化氢,积累大量丙二醛。(4)杉木根和叶片铝含量在不同胁迫处理下均比CK显著增加,但根和叶片中铝含量在-P+Al-Fe和-P+Al处理间无显著差异,而-P+Al处理根和叶片中铁含量显著高于-P+Al-Fe处理。研究发现,在缺磷和铝毒耦合胁迫下,与缺铁相比,正常供铁能显著促进铁在杉木植株体内的积累,抑制其抗氧化酶活性的增强,促进过氧化氢大量积累,造成光合色素降解,同时对质膜和光合反应中心造成不可逆损伤,显著降低光合效率,加剧铝毒诱导的杉木生长受抑程度。

关键词：杉木缺磷铝毒耦合胁迫叶绿素荧光抗氧化酶光合作用

缺磷对烟草悬浮细胞交替呼吸途径的影响及其与活性氧积累的关系

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植物生理与分子生物学学报 2004年第3期30卷 339-344页

作者：范燕萍余让才杨跃生彭新湘李明启华南农业大学园艺学院广州510642 华南农业大学生命科学学院广州510642

用两个耐低磷能力差异显著的烟草悬浮细胞系,研究了缺磷胁迫对交替呼吸途径的影响及其与活性氧积累的关系。牛津细胞耐缺磷胁迫能力明显高于K326。缺磷降低了K326交替途径的容量及实际运行量,但对牛津的影响不大。无论在缺磷还是正常磷... 详细信息

用两个耐低磷能力差异显著的烟草悬浮细胞系,研究了缺磷胁迫对交替呼吸途径的影响及其与活性氧积累的关系。牛津细胞耐缺磷胁迫能力明显高于K326。缺磷降低了K326交替途径的容量及实际运行量,但对牛津的影响不大。无论在缺磷还是正常磷水平下,牛津细胞交替途径容量和实际运行量都比K326高。用分离的线粒体进一步证实了上述结果。缺磷胁迫可以提高AOX的蛋白表达量,但品种间差异不明显。缺磷胁迫下K326细胞中的超氧阴离子积累量远高于牛津细胞。由此认为交替途径可能在细胞耐低磷中起作用。

关键词：烟草悬浮细胞缺磷交替呼吸途径超氧阴离子

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缺磷对赤峰地区玉米株高和产量的影响

中文科技期刊数据库（全文版）农业科学 2022年第6期 19-21页

作者：刘仁杰邢玉芳宝亚迪哈萨内蒙古赤峰市克什克腾旗农牧局内蒙古赤峰025350

在所有农作物生长发育过程中必需的营养元素中,磷元素是阻碍农作物生长与产量提高的重要因素之一,磷元素对于改善农作物品质与产量也有着明显的作用。缺磷不仅会使玉米植株功能转换以及电子传递效率逐渐降低,同时还会使玉米叶片增加关闭... 详细信息

在所有农作物生长发育过程中必需的营养元素中,磷元素是阻碍农作物生长与产量提高的重要因素之一,磷元素对于改善农作物品质与产量也有着明显的作用。缺磷不仅会使玉米植株功能转换以及电子传递效率逐渐降低,同时还会使玉米叶片增加关闭PSII的速度,进而影响到玉米植株的高度以及产量。为此,必须要有效解决土壤中磷元素缺失的问题,但是要注意从经济以及环保的角度综合考虑,并探寻合理解决缺磷问题的措施,使玉米种植的经济效益和社会效果达到最佳。基于此,主要探寻磷元素的缺失对赤峰地区玉米株高以及产量带来的影响,并提出合理解决土壤磷元素缺失问题的措施,为赤峰地区玉米的高效种植提供理论依据。

关键词：缺磷赤峰地区玉米株高玉米产量影响

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酸性土壤上缺磷和铝毒对大豆生长的交互作用

应用生态学报 2010年第5期21卷 1301-1307页

作者：陈娜王秀荣严小龙廖红华南农业大学农业部南方土壤与植物营养重点实验室广州510642

以7个磷效率不同的大豆基因型为材料,通过土壤盆栽试验进行石灰和磷肥处理,研究酸性土壤上缺磷和铝毒对大豆生长的交互影响及其基因型差异.结果表明:缺磷和铝毒是酸性土壤上同时存在的影响大豆生长的主要障碍因子,其中铝毒对大豆生长的... 详细信息

以7个磷效率不同的大豆基因型为材料,通过土壤盆栽试验进行石灰和磷肥处理,研究酸性土壤上缺磷和铝毒对大豆生长的交互影响及其基因型差异.结果表明:缺磷和铝毒是酸性土壤上同时存在的影响大豆生长的主要障碍因子,其中铝毒对大豆生长的限制更为严重;缺磷和铝毒对酸性土壤上大豆生长的影响具有显著的交互作用.同时施用石灰(降低铝毒)和磷肥(提高磷有效性)比单施石灰或单施磷肥处理对大豆生长的促进效果更显著;缺磷和铝毒对大豆磷吸收的影响远大于对氮、钾吸收的影响.合理种植大豆对酸性土壤具有较好的改良作用.同时施用石灰[1.103gCa(OH)2.kg-1土]和磷肥(2.018gKH2PO4.kg-1土)可使酸性土壤pH值平均提高38.4%,交换性铝含量降低96.3%,有效磷含量提高3223.8%.种植磷高效大豆基因型比磷低效大豆基因型对酸性土壤的改良效果更好.

关键词：大豆缺磷铝毒磷效率酸性土壤

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缺磷条件下的小麦根系酸性磷酸酶活性研究

应用生态学报 2002年第3期13卷 379-381页

作者：孙海国张福锁中国农业大学植物营养系

The activity of acid phosphatase exuded by roots,the tissue location of the enzyme, and the relationship between the enzyme activity and phosphorus efficiency of wheat were studied. The results showed that the activity of acid phosphatase exuded by wheat 81(85)5 3 3 3 and NC37 under P sufficiency treat were lower than those under P deficiency, and the enzyme activity of the former variety was significantly higher than that of the latter. There was a significant difference in the enzyme activity among 12 wheat genotypes grown under P deficiency treat. Acid phosphatase was exuded by epidermis cell of root, especially by epidermal cell of root apex. Thus, there was a linear relationship between the enzyme activity and the surface area of root or the number of root apexes. It implied that the enzyme activity was markedly related to the size of root system. The linear relationship between relative grain yield and acid phosphatase activity was significant. It indicates that the enzyme activity could be used as an early indicator to select P efficient wheat genotypes.

关键词：小麦根系缺磷酸性磷酸酶活性磷效率

缺磷响应基因OsSQD2.1对水稻生长发育的影响

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中国水稻科学 2020年第3期34卷 237-244页

作者：刘璐许传山孙雅菲胡志艾昊刘秀丽王小文孙淑斌南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 临沂市兰山区农业局山东临沂276000 上海市农业科学院生态环境与保护研究所上海201403 南京农业大学园艺学院园林系南京210095

【目的】旨在研究水稻缺磷响应基因OsSQD2.1对水稻生长发育的影响,从而解析其作用。【方法】通过生物信息学的方法,确定OsSQD2.1基因及蛋白结构并分析OsSQD2.1启动子上的顺式作用元件;通过荧光定量PCR检测,研究不同缺素条件下OsSQD2.1... 详细信息

【目的】旨在研究水稻缺磷响应基因OsSQD2.1对水稻生长发育的影响,从而解析其作用。【方法】通过生物信息学的方法,确定OsSQD2.1基因及蛋白结构并分析OsSQD2.1启动子上的顺式作用元件;通过荧光定量PCR检测,研究不同缺素条件下OsSQD2.1的表达;测定T-DNA插入突变体和沉默干涉材料不同时期表型、磷含量和净光合速率,研究OsSQD2.1对转基因植株生长发育及光合作用的影响。【结果】OsSQD2.1基因编码区全长为3548 bp,位于第1染色体上,具有11个外显子和10个内含子,OsSQD2.1属于糖基转移酶家族;OsSQD2.1启动子上含有多个缺磷响应顺式作用元件;OsSQD2.1受缺磷诱导,缺硫抑制。营养生长期突变体或沉默材料地上部长度和主根长均显著低于野生型。生殖生长期,突变体或沉默材料株高和千粒重显著低于野生型,结实率无显著差异。OsSQD2.1的突变与沉默增加正常供磷时叶片中的总磷,在缺磷条件时野生型相比无明显差异;此外,苗期和成熟期突变体的净光合速率显著低于野生型,初步推测OsSQD2.1影响水稻净光合速率。【结论】OsSQD2.1受缺磷响应,并影响水稻生长发育。

关键词：磷缺磷响应缺磷水稻生长发育

缺磷条件下不同磷效率水稻品种光合特性和细胞保护酶活性

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应用生态学报 2007年第11期18卷 2462-2467页

作者：韩胜芳保定071001 邓若磊徐海荣曹云飞王笑颖肖凯河北农业大学农学院

以6个不同磷吸收效率粳稻品种为材料,研究了缺磷条件下各种磷效率类型水稻品种的光合特性和细胞保护酶活性.结果表明:缺磷条件下,随着植株生长进程,不同磷效率水稻品种的光合速率(Pn)和可溶性蛋白质含量(pro)均不断下降;与丰磷处理相比... 详细信息

以6个不同磷吸收效率粳稻品种为材料,研究了缺磷条件下各种磷效率类型水稻品种的光合特性和细胞保护酶活性.结果表明:缺磷条件下,随着植株生长进程,不同磷效率水稻品种的光合速率(Pn)和可溶性蛋白质含量(pro)均不断下降;与丰磷处理相比,缺磷处理各测定时期的Pn和pro均有所降低.不同磷效率水稻品种中,磷高效品种的Pn(10.06～10.83μmolCO2.m-2.s-1)、叶绿素含量(3.32～3.56mg.g-1FM)和pro(33.08～33.95mg.g-1FM)最高,磷中效品种次之,磷低效品种最低;不同品种的气孔导度(Gs)差异不明显.随着磷胁迫时间的延长,各品种的超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,表现为磷高效品种>中效品种>低效品种;各品种丙二醛含量的变化趋势与SOD活性相反;而过氧化物酶(POD)活性的变化规律不明显.因此,缺磷条件下,较高的SOD活性和较低的细胞膜脂过氧化程度在改善磷高效品种的光合生理功能中具有重要作用.

关键词：水稻缺磷光合特性细胞保护酶活性