磷是林木生长发育的必需元素,但由于南方酸性土壤对磷的强烈化学固定作用,导致土壤有效磷极度缺乏,且呈高度异质分布,易造成林木生长受到抑制。在长期的进化过程中,一些植物形成多种适应策略以增加在低磷环境完成生命周期的机会。杉木(Cunninghamia lanceolata)是南方优势用材树种之一,但土壤有效磷不足已成为导致杉木连栽产量下降的重要因子。导师课题组前期研究筛选出了磷利用效率较高杉木基因型为缓解这一困境提供了有效途径,且研究发现不同杉木基因型在觅磷过程中根系的可塑性存在明显差异。这说明异质性低磷胁迫对杉木根系形态学的阶段性觅磷策略有明显诱导作用。由于内源激素是植物新陈代谢的调控者,与植物的应激反应和形态学的适应性变化有着密不可分的关联性。因此,通过研究不同磷斑块中杉木根系的内源激素发生规律是揭示杉木适应低磷环境内在机制的有效途径之一,而且根系内源激素含量的阶段性反应可能与杉木地上部生长特性对低磷胁迫响应策略的启动具密切关系。为阐明这一关系,本文选择磷利用效率能力差异较大的2个半同胞家系(No.25、No.32)幼苗作为研究对象,通过设计3个不同异质供磷处理的室内沙培模拟试验,每隔20d对2个家系在不同供磷处理(P0-0为室Ⅰ和室Ⅱ均不供磷水平;P0-1为室Ⅰ不供磷水平,室Ⅱ正常供磷水平;P1-1为室Ⅰ和室Ⅱ均正常供磷水平)下的叶片、茎和各根室内根系4种内源激素(细胞分裂素、赤霉素、生长素和脱落酸)含量的变化规律,结合参试幼苗苗高和地径增量,不同根室的根长、根表面积、根平均直径和根体积增量以及地上部生物量、根系生物量和根冠比的变化特征,综合分析异质供磷环境下,不同杉木家系幼苗内源激素和生长和生物量分配的相关性,为进一步揭示磷高效利用杉木基因型对异质供磷胁迫逆境响应策略的内在调控机制提供参考依据。主要研究结果如下:(1)不同异质供磷处理下,磷利用效率较高的杉木家系(No.25)4种内源激素含量的变化规律存在一定差异。其中,异质处理(P0-1)和不供磷处理(P0-0)下,杉木叶片和茎内的赤霉素、生长素含量在胁迫前期均高于正常供磷环境(P1-1),而脱落酸含量则表现为后期增加的趋势。异质供磷处理(P0-1)的2个根室中,其中不供磷根室Ⅰ内生长素和脱落酸均随胁迫时间的延长表现为高于正常供磷(P1-1)和不供磷处理(P0-0),而赤霉素含量则在胁迫前期高于P1-1处理。相比而言,有供磷的根室Ⅱ内赤霉素和生长素含量随胁迫时间延长始终低于正常供磷处理(P1-1)。(2)不同异质供磷处理下磷利用效率较低的杉木家系(No.32)4种内源激素含量的变化规律差异明显。异质供磷处理下(P0-1)杉木叶片细胞分裂素和生长素含量在胁迫中期均明显高于正常供磷(P1-1)和不供磷处理(P0-0),赤霉素含量则随胁迫时期延长呈下降趋势,而脱落酸含量在各时期均高于其它处理。茎内细胞分裂素、赤霉素和生长素含量在各时期内均低于不供磷处理(P0-0),但脱落酸含量则在胁迫后期较高。此外,根室Ⅰ和根室Ⅱ中脱落酸含量随胁迫时间均表现为高于正常供磷处理(P1-1),而细胞分裂素和赤霉素含量仅根室Ⅱ在胁迫中期和末期高于正常供磷(P1-1),根室Ⅰ各胁迫时期均较低。(3)磷利用效率较高的杉木家系(No.25)内源激素含量变化与生长特性存在一定的相关性。在不同异质供磷处理下,各根室内根系细胞分裂素含量与根室Ⅰ、根室Ⅱ和总根的根长、根表面积和根体积增量呈显著负相关关系;而脱落酸含量的增加可抑制根系生长,但促进了叶、茎和根系生物量的积累。地上部赤霉素含量与根室Ⅰ、Ⅱ和总根的根长、根表面积和根体积增量均存在显著负相关关系,且均随脱落酸含量的增加呈下降趋势。(4)磷利用效率较低的杉木家系(No.32)内源激素含量变化与生长特性也表现为一定的相关性。其中,异质处理条件下,各根室内根系生长素含量的升高促进了根长、根表面积、根体积的生长以及叶、茎生物量的积累,脱落酸含量的增加则抑制了根系的生长以及生物量的积累,导致苗木根冠比的降低。地上部赤霉素含量与苗木地径、根系根长、根表面积、根体积、各部位生物量和根冠比均呈显著负相关关系,而脱落酸含量的增加与苗木生长未有明显相关性。