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本研究采用水培方法,对磷高效基因型大豆(铁7555、辽豆13)和磷低效基因型大豆(风交59-15、辽豆11)幼苗在缺磷胁迫下的相对生长速率、根系形态变化及叶片膜脂过氧化程度和保护酶系统活性、酸性磷酸酶活性进行了系统研究,探讨其与不同基因型大豆对缺磷敏感程度的关系。主要研究结果如下:
1.缺磷胁迫下大豆植株生长受到抑制。在缺磷胁迫时期,植株相对生长速率下降、叶面积减少,磷高效基因型植株生长受到缺磷胁迫的抑制较小。在缺磷胁迫第5天,磷低效基因型凤交59-15、辽豆11和磷高效基因型铁7555、辽豆13的相对生长速率分别下降32.79%、31.25%、30.76%和16.99%,随着胁迫时间的延长,基因型间相对生长速率的差异达到极显著水平,至胁迫第20天,磷低效基因型和磷高效基因型的相对生长速率分别下降84.72%、82.67%、6666%和60.88%,而叶面积分别减少69.9%、66.5%、55.0%和47.4%。
2.缺磷胁迫诱导大豆根系形态发生变化,刺激了大豆根系的生长发育。缺磷胁迫下,各基因型大豆的侧根数目、主根长、根系总吸收面积、根体积及根冠比均显著增加,但磷高效基因型根系的生长趋势优于磷低效基因型。
3.缺磷胁迫使大豆叶片膜脂过氧化加剧。缺磷胁迫下磷低效基因型凤交59-15和辽豆11的MDA含量升幅较大,即磷高效基因型受到的膜脂过氧化程度较轻。缺磷胁迫使大豆叶片内保护酶系统(SOD、POD、CAT)活性升高,磷高效基因型叶片内保护酶活性升幅较高,使叶片一直保持较高的清除活性氧的能力。
4.缺磷胁迫下大豆幼苗最嫩完全展开叶和根系中的酸性磷酸酶活性均增强,且各基因型大豆根系中的酸性磷酸酶活性都高于其叶片中的酸性磷酸酶活性,酸性磷酸酶活性的提高是植物对缺磷胁迫的广泛适应性生理机理之一。
5.缺磷胁迫下各基因型大豆的脯氨酸含量和相对电导率增加,而可溶性蛋白含量下降,且磷高效基因型的变化幅度比磷低效基因型的变化幅度大。因此,脯氨酸含量、相对电导率、可溶性蛋白含量、根冠比、膜脂过氧化程度和保护酶系统活性及酸性磷酸酶活性均可作为磷高效基因型大豆的筛选指标。