《低磷影響棉花碳同化物代謝的生理機制研究》是依託江蘇師範大學，由劉敬然擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：低磷影響棉花碳同化物代謝的生理機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉敬然
- 依託單位：江蘇師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
棉花在生長發育過程中需氮鉀較多，需磷較少，但磷對其產量品質的影響與氮鉀的相當。90%以上棉花產量所需的碳來自光合作用，但棉花的“源”能力不僅體現在光合能力，還應體現在功能葉對過剩光合產物的暫時儲存能力和有效光合不足時對儲存物質的再調動能力。因此，本研究在我國土壤有效磷缺乏及磷礦資源不足的背景下從棉花“光合產物運轉—碳同化物代謝”的關係出發，以耐低磷能力差異顯著的棉花品種為材料，通過低磷脅迫後棉花碳同化物代謝相關物質及其酶活性變化與植物磷濃度的相關關係，篩選對低磷脅迫回響敏感的關鍵物質與代謝關鍵酶，並分析其編碼基因表達和同工酶譜變化，從“物質—酶活—蛋白—基因”4個水平系統揭示棉花碳同化物回響低磷及其耐低磷能力差異形成的生理與分子機制，為生產上探索低磷條件下提高棉花產量品質的生理調控途徑和耐低磷型棉花品種選育提供理論依據。
結題摘要
以耐低磷型品種中棉所79和低磷敏感型品種魯棉研28為試驗材料，選擇3個土壤有效磷處理——（3±0.5）mg kg-1 P2O5（重度低磷，P0）、（8±0.5）mg kg-1 P2O5（P1）和（12±0.5）mg kg-1 P2O5（P2），研究並闡明了不同基因型棉花碳同化物代謝回響低磷脅迫及其在不同基因型棉花中存在差異的生理機制，可為生產上探索低磷條件下提高棉花產量品質的生理調控途徑和耐低磷型棉花品種選育提供理論依據。在本實驗條件下，研究結果如下： （1）土壤有效磷含量增加可促進棉花幼苗的磷吸收量和根系磷效率比，抑制磷的利用效率，但對磷轉移效率無顯著影響；低磷會降低棉花葉片中葉綠素含量、糖含量和胺基酸含量導致棉花生長受到抑制，適宜棉花幼苗生長發育的土壤有效磷的臨界含量為9.0 mg·kg-1。 （2）低磷脅迫條件下，棉花鈴數、鈴重、籽棉產量、纖維長度、比強度和馬克隆值顯著降低，僅鈴數、鈴重、籽棉產量和纖維比強度在品種與磷處理間存在互作效應。 （3）魯棉研28葉片中Rubisco和SPS活性對低磷的敏感性高於中棉所79。相關性分析表明，棉花葉片中較高的Pn、Rubisco活性和SPS活性有利於提高鈴的生物量，但蔗糖積累對棉鈴生物量的貢獻不大。 （4）棉花中根系中蔗糖是回響低磷脅迫的關鍵物質。隨土壤速效磷水平降低，棉花根系SPS、SuSy、鹼性Inv活性呈下降趨勢，而酸性Inv活性呈上升趨勢，且魯棉研28比中棉所79下降趨勢更顯著。 本項目培養碩士研究生2名，核心刊物發表論文4篇，其中SCI 3篇，另有1篇SCI外審，1-2篇論文待整理，較好地完成了既定目標。
