低磷胁迫下不同磷效率基因型棉花的根系形态特征

摘要：

【目的】从根系形态变化的角度阐述磷高效基因型棉花对低磷胁迫的响应特征及适应机理，为找出影响棉花磷素吸收的主要因子和通过根系塑性提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据。【方法】以磷高效基因型棉花品种新海18号（XH18）、中棉所42号（CCRI-42)、新陆早19号（XLZ19）和磷低效基因型棉花品种新陆早13号（XLZ13）、新陆早17号（XLZ17）为材料，通过特殊土培系统，研究不同磷效率棉花在不同磷水平下（低磷胁迫0、正常供磷150 kg·hm-2）根系形态及其与植株磷素吸收的关系。【结果】低磷胁迫显著降低棉花生物量和磷累积量，其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低效基因型的1.21—2.08和1.35—1.91倍。施磷可显著增加土壤中Olsen-P含量。低磷胁迫下各基因型棉花品种Olsen-P较适磷条件显著降低，且磷高效基因型棉花降低幅度大于磷低效。在低磷胁迫条件下，磷高效基因型棉花品种在0—25 cm土层中土壤Olsen-P浓度低于磷低效，较磷低效基因型XLZ13和XLZ17分别平均降低了21.1%和30.1%。棉花的总根长、总根表面积、总根体积、平均根系直径在低磷胁迫下显著降低，其中磷高效基因型棉花在各施磷水平下的总根长、总根表面积、总根体积分别为低效基因型的1.54—1.97、1.52—1.92、1.47—1.84倍。低磷胁迫下，磷高效基因型棉花比根长、比根表面积和比根体积均显著大于磷低效基因型棉花品种，分别为低效基因型的1.10—1.25、1.07—1.22、1.01—1.16倍，而平均直径显著低于磷低效基因型，为磷低效基因型的34.2%—70.2%；主成分分析表明，总根长、总根表面积、总根体积、根干质量、中根长、粗根长受基因型差异的影响较为明显，是区分两类磷效率基因型棉花根系形态差异的主要指标。一般线性模型方差分解结果表明，总根长、总根表面积、总根体积、中根长、粗根长等根系参数是植株磷素吸收的重要影响因子。【结论】磷高效基因型棉花可较大幅度增加细根比例，降低根系总体细度，促使比根长增加，提高根系的构建效率，以适应低磷胁迫。

关键词：棉花、磷效率、根系形态、磷素吸收、生物量

所属期刊栏目：49

分类号：S513;S157.4;Q945.78

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;新疆维吾尔自治区土壤学重点学科建设项目

在线出版日期：2016-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2280-2289