【摘要】：磷是維持作物生長發(fā)育的主要元素。磷礦作為磷肥的原料,是面臨枯竭的不可再生資源,培育磷高效作物新品種勢在必行。基于此,本研究對(duì)150份大麥種質(zhì)的磷效率進(jìn)行評(píng)價(jià),篩選出磷高效和低效基因型材料,從形態(tài)、生理生化和分子水平上探討了它們響應(yīng)低磷脅迫的機(jī)制,主要結(jié)果有:1)通過盆栽試驗(yàn)對(duì)大麥種質(zhì)進(jìn)行正常磷和低磷水平處理,通過農(nóng)藝性狀分析發(fā)現(xiàn)不同基因型響應(yīng)貧磷脅迫的策略差異較大,總體表現(xiàn)為生長發(fā)育遲緩、產(chǎn)量下降。綜合評(píng)價(jià)各性狀指標(biāo)篩選出磷高效(GN121)和低效(GN42)基因型各1份。其中GN121在貧磷脅迫下株高、莖粗、穗長、穗粒數(shù)、穗質(zhì)量和千粒質(zhì)量較正常磷處理分別下降0.86%、2.50%、1.45%、4.17%、3.79%和4.31%,GN42的各項(xiàng)指標(biāo)降幅分別為10.37%、15.39%、51.97%、31.25%、40.74%和27.03%。2)以田間施肥量及其1/10分別作為正常磷和貧磷處理水平,水培條件下GN121的長勢受貧磷脅迫影響遠(yuǎn)小于GN42。對(duì)貧磷處理3、19 d及恢復(fù)供磷3 d后2份材料的生理生化指標(biāo)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)貧磷脅迫下干質(zhì)量、無機(jī)磷及可溶性糖含量呈下降趨勢,GN42中各指標(biāo)的降幅比GN121更大,酸性磷酸酶活性、相對(duì)電導(dǎo)率和可溶性蛋白含量卻有不同程度的增加。當(dāng)恢復(fù)供磷3 d后,除相對(duì)電導(dǎo)率持續(xù)升高外,其余指標(biāo)的變化均與貧磷脅迫下相反。除相對(duì)電導(dǎo)率外,同一條件下GN121的各項(xiàng)指標(biāo)均比GN42大。3)結(jié)合二代和三代轉(zhuǎn)錄組測序,構(gòu)建了大麥響應(yīng)貧磷脅迫的轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)庫,比較基因在不同磷水平下的表達(dá)量,在GN121和GN42中分別鑒定到6 182和5 270個(gè)差異表達(dá)基因,其中大部分基因參與了磷代謝途徑,且這些基因在GN121中的表達(dá)量顯著高于GN42。在根系和葉片中分別檢測到6和7個(gè)磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,它們的表達(dá)模式在GN121和GN42之間差異較大。

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