基因型影响磷镁互作下大豆生长及根瘤和菌根性状
磷肥,侵染,1材料与方法,1供试植物材料,2供试土壤,3试验设计,4样品采集与测定,5数据分析,2结果与分析,1不同磷,镁处理对不同基因型大豆地上部,根部干重及单株结荚数的影响,2不同磷,镁处理对大豆氮,镁含量和积
郑林生,刘志强,陈 康,王秀荣*(1 华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室 / 华南农业大学根系生物学研究中心,广东广州 510642;2 驻马店市农业科学院,河南驻马店 463000)
磷(P)是三磷酸腺苷等植物体内重要能量单元的组成元素,参与植物体内的能量代谢和碳水化合物代谢[1]。镁(Mg)是叶绿素的重要组成部分,缺镁会严重影响植物的光合作用以及光合产物从地上部向根部的运输[2]。有研究表明,施磷可以提高植物体内的镁含量;但在土壤缺磷的条件下,过量施用镁肥反而会使高山茅草的镁含量降低[3];而在适宜的供磷水平,增施镁肥能提高甘蔗的产量[4]。以上的研究结果表明,磷和镁营养之间存在互作。而最近在大豆中的研究发现,磷和镁互作的效应会受到大豆基因型的影响[5]。
在磷和镁养分胁迫条件下,植物根系可以通过在形态、生理生化以及根际生物互作等方面的一系列变化促进对磷和镁的吸收[6]。其中,与有益微生物共生是植物促进矿质营养元素吸收的重要途径之一。根瘤菌(Rhizobia)和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizalfungi)是两类重要的土壤有益微生物,能与宿主植物共生,并协助宿主植物获取生长所需的矿质营养。根瘤菌能够通过共生固氮将大气中的氮气转化成植物可以利用的氨,同时,根瘤菌及其形成的根瘤具有溶磷能力,可以作为土壤中难溶性磷的增溶剂[7–10]。丛枝菌根真菌可以通过扩大根系吸收面积,促进植物对氮、磷、镁等矿质营养的吸收,提高土壤养分利用效率[11–12]。反过来,植物的磷、镁营养状况也会影响有益微生物的共生。土壤中有效磷含量是影响根瘤菌存活的主要因素[13–14],缺磷会显著抑制根瘤菌活性,并且抑制根瘤的生长和固氮能力[15];而增加镁营养的供应,可以促进大豆结瘤[16]。丛枝菌根真菌对植物根系的侵染强度很大程度上受土壤磷有效性的影响。低磷条件下接种菌根真菌能显著促进大豆生长,而高磷条件下菌根生长响应不明显[17]。在低磷接种菌根真菌条件下,适当提高镁的供应可以促进大豆光合产物向根部的运输,促进根系生长,提高菌根共生效率[18]。对柑橘的研究还发现,适当提高镁营养可以促进菌根共生,而柑橘不同品种对菌根的响应有所不同。然而,在田间条件下,不同磷和镁处理对不同大豆基因型与根际有益微生物共生的影响还鲜有报道。
大豆(Glycine maxL.)是重要的粮油作物,具有很高的营养价值,我国是大豆重要的生产国,然而日益增长的大豆需求以及种植面积的日益缩减导致大豆的产量供不应求[19],因此,提高大豆的产量对我国农业可持续发展至关重要 ......
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