[目的]以广西为首的亚热带甘蔗主产区由于受到土壤酸化的影响,耕地土壤有效磷普遍缺乏.探究甘蔗根系形态和分布特征的基因型差异及其与磷效率之间的关系,可为从根系构型方面进行甘蔗磷效率的遗传性状改良提供理论基础.[方法]以1个磷高效基因型ROC22(RO)和2个磷低效基因型Co285(CO)、Phil72-445(PH)为材料,设置低磷和正常磷2个处理.通过水培和土培试验比较不同基因型的生长和磷吸收差异;通过水培试验和根系动态观测探究甘蔗根系形态和根系空间分布与磷高效吸收的关系.[结果]水培试验中RO的相对生物量和相对磷积累量分别比CO高54％和131％,比PH高166％和320％,而在土培试验中分别比CO高97％和50％,比PH高232％和96％.低磷处理下,CO和PH的各项根系参数都有所下降,而RO的比根长、比根表面积、比根体积和比根尖数均极显著增加,分别比正常磷高182％、234％、296％和143％.相比正常磷,低磷条件下CO和PH在浅层(0～25 cm)的根长密度分别有少量的增加或减少,浅层根长密度占比较低(42％～44％),而RO在浅层的根长密度增加较多,且浅层根长密度占比较高(51％).相关性分析结果显示,低磷条件下影响甘蔗生长和磷吸收的关键指标是比根长和浅层根长密度.[结论]磷高效基因型RO通过促进侧根生长,增加单位根系的数量、表面积和体积;调节根系空间分布,增加浅层土壤的根系密度和占比,进而增加根系与土壤磷的接触范围,从表土中吸收更多磷来应对低磷胁迫.

甘蔗;低磷胁迫;磷高效吸收;根系形态;根系分布

易科;杨曙;孔吴俊;陈迪文;谢璐;唐新莲;黎晓峰;赵尊康

广西大学 农学院/广西甘蔗生物学重点实验室/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广西 南宁 530004;韶关学院 英东生物与农业学院,广东 韶关 512000;衢州市柯城区农业农村局,浙江 衢州 324000;广东省科学院 南繁种业研究所,广东 广州 510316;江西农业大学 国土资源与环境学院/江西省农业废弃物资源化利用与面源污染防控产教融合重点创新中心,江西 南昌 330045

江西农业大学学报

[1]易科;杨曙;孔吴俊;陈迪文;谢璐;唐新莲;黎晓峰;赵尊康-.基于根系形态及空间分布的甘蔗磷高效吸收特征分析)[J].江西农业大学学报,2022(06):1362-1372

磷高效吸收,Co285,Phil72

根系形态,亚热带,主产区,土壤酸化,耕地土壤,土壤有效磷,甘蔗根系,磷效率,根系构型,遗传性状,性状改良,ROC22,PH,过水,不同基因型,磷吸收,水培试验,动态观测,观测探究,根系空间分布,生物量,磷积累量,比根长,根体积,根尖,根长密度,甘蔗生长,关键指标,侧根,根生长,单位根,根系密度,土壤磷,表土,低磷胁迫,根系分布

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