免费文献传递   相关文献

Difference of Induced Acid Phosphate Activity Under Low Phosphorus Stress of Pinus massoniana Provenances

低磷胁迫下马尾松种源酸性磷酸酶活性差异


设计3种磷水平的水培和土培试验,研究马尾松5个不同种源酸性磷酸酶(Apase)活性和分泌性Apase活性以进一步阐明造成马尾松不同种源对磷肥反应差异的适应机制及与磷效率等关系。结果表明,低磷胁迫会刺激马尾松根系Apase向根际的分泌,其中福建武平和广东信宜种源根系分泌性Apase活性较强,浙江淳安、江西崇义种源较低,仅为福建武平种源的50%左右。在磷饥饿的诱导下,生长高峰期马尾松种源根系和针叶的Apase活性显著提高,表现出与磷素水平的负相关,根系的Apase活性在总体上高于针叶。统计分析发现,低磷水平下马尾松不同种源根系和针叶Apase的活性存在显著的遗传差异,以福建武平和广东信宜2种源的活性最高。结合这2种源具有较高的光合速率和磷效率,可以认为福建武平和广东信宜乃耐低磷型优良种源。测定结果还发现,马尾松幼苗Apase的活性在生长高峰期过后将急剧下降,不同种源间未显示出明显的差异。

Liquid and soil culture experiment at 3 phosphorus levels were conducted to study the acid phosphatase (Apase) and secreted Apase activity of 5 Masson Pine provenances and further illustrate their adaptive mechanisms to phosphorus deficiency and relationship with phosphorus efficiency. The results indicated that phosphate starvation would intensively stimulate the release of Apase by root of seedlings. The Apase activity secreted by root in Wuping of Fujian and Xinyi of Guangdong was found to be stronger, and that in Chunan of Zhejiang and Chongyi of Jiangxi was the weaker, which was only about half of Wuping of Fujian. Apase activity in seedling root and leaf increased obviously under low phosphorus stress during growth peak period, showing negatively related to phosphate supply. In general, the Apase activity of root system was stronger than that of leaf. The statistic analysis showed that there existed marked differences among provenances tested for Apase activity in root and leaf under phosphorus starvation. Likewise, Wuping of Fujian and Xinyi of Guangdong had stronger activity, which were thought to be excellent provenances adapted to low phosphorus environment with stronger photosynthesis and higher phosphate efficiency. Apase activity of seedling was found to decline so drastically after growth peak period that there were no obvious differences among all provenances tested.


全 文 :第 wt卷 第 v期
u s s x年 x 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1wt o‘²1v
¤¼ou s s x
低磷胁迫下马尾松种源酸性磷酸酶活性差异 3
谢钰容t 周志春t 廖国华u 金国庆t 陈 跃v
kt1 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 富阳 vttwss ~u1 福建省三明市林业局 三明 vyxsss ~
v1福建省南纸股份有限公司 南平 vxvsssl
摘 要 } 设计 v种磷水平的水培和土培试验 o研究马尾松 x个不同种源酸性磷酸酶k„°¤¶¨l活性和分泌性 „°¤¶¨ 活
性以进一步阐明造成马尾松不同种源对磷肥反应差异的适应机制及与磷效率等关系 ∀结果表明 o低磷胁迫会刺激
马尾松根系 „°¤¶¨ 向根际的分泌 o其中福建武平和广东信宜种源根系分泌性 „°¤¶¨ 活性较强 o浙江淳安 !江西崇义
种源较低 o仅为福建武平种源的 xs h左右 ∀在磷饥饿的诱导下 o生长高峰期马尾松种源根系和针叶的 „°¤¶¨ 活性
显著提高 o表现出与磷素水平的负相关 o根系的 „°¤¶¨ 活性在总体上高于针叶 ∀统计分析发现 o低磷水平下马尾松
不同种源根系和针叶 „°¤¶¨ 的活性存在显著的遗传差异 o以福建武平和广东信宜 u种源的活性最高 ∀结合这 u种
源具有较高的光合速率和磷效率 o可以认为福建武平和广东信宜乃耐低磷型优良种源 ∀测定结果还发现 o马尾松
幼苗 „°¤¶¨ 的活性在生长高峰期过后将急剧下降 o不同种源间未显示出明显的差异 ∀
关键词 } 马尾松 ~种源 ~低磷胁迫 ~酸性磷酸酶活性
中图分类号 }≥zuu1z 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsv p ssx{ p sx
收稿日期 }ussv p sx p tu ∀
基金项目 }国家自然科学基金kvsszsyvul !浙江省自然科学基金kvssusyl !福建省科技厅重点项目kusstttwl ∀
3 周志春为通讯作者 ∀试验得到国家林业局/亚热带林木培育0重点实验室费学谦 !吴明等同志的帮助和指导 o谨以谢忱 ∀
∆ιφφερενχε οφ Ινδυχεδ Αχιδ Πηοσπηατε Αχτιϖιτψ Υνδερ Λοω Πηοσπηορυσ Στρεσσ οφ
Πινυσ µασσονιανα Προϖενανχεσ
÷¬¨ ≠∏µ²±ªt «²∏«¬¦«∏±t ¬¤² Š∏²«∏¤u ¬± Š∏²´¬±ªt ≤«¨ ± ≠∏¨v
kt1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Συβτροπιχαλ ΦορεστρψoΧΑΦ Φυψανγvttwss ~u1 Σανµινγ Φορεστ Βυρεαυ οφ Φυϕιαν Προϖινχε Σανµινγvyxsss ~
v1 Φυϕιαν Νανπινγ Παπερ Χο qΛτδ q Νανπινγvxvsssl
Αβστραχτ } ¬´∏¬§¤±§¶²¬¯¦∏¯·∏µ¨ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·¤·v ³«²¶³«²µ∏¶¯ √¨¨ ¶¯º¨ µ¨ ¦²±§∏¦·¨§·²¶·∏§¼·«¨ ¤¦¬§³«²¶³«¤·¤¶¨ k„°¤¶¨l ¤±§
¶¨¦µ¨·¨§„°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼ ²©x ¤¶¶²± °¬±¨ ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶¤±§©∏µ·«¨µ¬¯¯∏¶·µ¤·¨·«¨¬µ¤§¤³·¬√¨ °¨ ¦«¤±¬¶°¶·² ³«²¶³«²µ∏¶§¨©¬¦¬¨±¦¼
¤±§µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³º¬·«³«²¶³«²µ∏¶ ©¨©¬¦¬¨±¦¼q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¬±§¬¦¤·¨§·«¤·³«²¶³«¤·¨¶·¤µ√¤·¬²± º²∏¯§¬±·¨±¶¬√¨ ¼¯¶·¬°∏¯¤·¨·«¨ µ¨¯¨ ¤¶¨
²© „°¤¶¨ ¥¼µ²²·²©¶¨ §¨¯¬±ª¶q׫¨ „°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼ ¶¨¦µ¨·¨§¥¼µ²²·¬± • ∏³¬±ª²©ƒ∏­¬¤± ¤±§÷¬±¼¬²©Š∏¤±ª§²±ªº¤¶©²∏±§·²¥¨
¶·µ²±ª¨µo¤±§·«¤·¬± ≤«∏±π¤± ²© «¨­¬¤±ª¤±§ ≤«²±ª¼¬²©¬¤±ª¬¬º¤¶·«¨ º¨ ¤®¨µo º«¬¦« º¤¶²±¯¼ ¤¥²∏·«¤¯© ²© • ∏³¬±ª²©
ƒ∏­¬¤±q„°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼ ¬± ¶¨ §¨¯¬±ªµ²²·¤±§¯¨ ¤©¬±¦µ¨¤¶¨§²¥√¬²∏¶¯¼ ∏±§¨µ ²¯º ³«²¶³«²µ∏¶¶·µ¨¶¶§∏µ¬±ªªµ²º·« ³¨¤® ³¨µ¬²§o
¶«²º¬±ª±¨ ª¤·¬√¨ ¼¯ µ¨ ¤¯·¨§·²³«²¶³«¤·¨¶∏³³¯¼qŒ± ª¨ ±¨ µ¤¯ o·«¨ „°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼ ²©µ²²·¶¼¶·¨° º¤¶¶·µ²±ª¨µ·«¤±·«¤·²©¯¨ ¤©q׫¨
¶·¤·¬¶·¬¦¤±¤¯¼¶¬¶¶«²º¨ §·«¤··«¨µ¨ ¬¨¬¶·¨§°¤µ®¨ §§¬©©¨µ¨±¦¨¶¤°²±ª³µ²√¨ ±¤±¦¨¶·¨¶·¨§©²µ„°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼¬±µ²²·¤±§¯¨ ¤©∏±§¨µ
³«²¶³«²µ∏¶¶·¤µ√¤·¬²±q¬®¨ º¬¶¨ o • ∏³¬±ª²© ƒ∏­¬¤± ¤±§ ÷¬±¼¬²© Š∏¤±ª§²±ª«¤§¶·µ²±ª¨µ¤¦·¬√¬·¼o º«¬¦« º¨ µ¨ ·«²∏ª«··² ¥¨
¬¨¦¨¯¯ ±¨·³µ²√¨ ±¤±¦¨¶¤§¤³·¨§·² ²¯º ³«²¶³«²µ∏¶ ±¨√¬µ²±°¨ ±·º¬·«¶·µ²±ª¨µ³«²·²¶¼±·«¨¶¬¶¤±§ «¬ª«¨µ³«²¶³«¤·¨ ©¨©¬¦¬¨±¦¼q
„°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼ ²©¶¨ §¨¯¬±ª º¤¶©²∏±§·² §¨¦¯¬±¨ ¶² §µ¤¶·¬¦¤¯ ¼¯ ¤©·¨µªµ²º·« ³¨¤® ³¨µ¬²§·«¤··«¨µ¨ º¨ µ¨ ±² ²¥√¬²∏¶§¬©©¨µ¨±¦¨¶
¤°²±ª¤¯¯³µ²√¨ ±¤±¦¨¶·¨¶·¨§q
Κεψ ωορδσ} Πινυσ µασσονιανα~³µ²√¨ ±¤±¦¨¶~ ²¯º ³«²¶³«²µ∏¶¶·µ¨¶¶~„°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼
土壤有效磷的缺乏是一种极为普遍的现象 ∀为有效利用低浓度的土壤磷素 o小麦 !玉米 !大豆 !黄瓜 !番
茄等许多作物在形态解剖特征和生理生化特性方面都会发生系列适应性的变化 o其中一项重要的变化就是
酸性磷酸酶k„°¤¶¨l活性的增强 ∀ „°¤¶¨ 主要存在于植物根的表皮或叶的下表面 o或者由根系分泌至外部介
质k¨©¨ ¥√µ¨ ετ αλqot||s ~‹¬µ¤·¤ ετ αλ1 ot|{ul ∀ „°¶¨ 是一种适应性诱导酶 o当植物获得磷饥饿诱导k³«²¶³«²µ∏¶
¶·¤µ√¤·¬²±¬±§∏¦¨ o°≥¯ l的信号后 o„°¤¶¨ 活性将显著增强 o它能使复杂的有机磷化合物水解为植物易吸收利用
的磷酸盐 o可使植株体内仅有的磷得到多次重复利用k樊明寿等 ousst ~丁洪等 ot||zl ∀ ‹¬µ¤·¤等kt|{ul观察
到 °≥Œ刺激 „°¤¶¨ 分泌到小麦及水稻幼苗的培养液中 ~Ž∏°°¨ µ√¤kt|{yl发现 °≥Œ增加玉米根表面的磷酸酶 ~
¨©¨ ¥√µ¨等kt||sl认为根系 „°¤¶¨ 活性和分泌性 „°¤¶¨ 活性反映植物活化和分解难溶性磷的能力 o与植物磷
效率关系密切 ∀不同磷营养效率的植物基因型在低磷胁迫下 „°¤¶¨ 活性和分泌性 „°¤¶¨ 活性不同 o如吴平等
kusstl研究发现耐低磷胁迫水稻品种的分泌性 „°¤¶¨ 活性显著高于磷敏感性品种 ∀研究分析植物 „°¤¶¨ 活
性和分泌性 „°¤¶¨ 活性可以从一个层面揭示不同植物基因型对低磷胁迫的适应机制和磷效率的遗传差异 ∀
马尾松k Πινυσ µασσονιαναl不同种源对低磷胁迫的遗传反应差异显著 o如福建武平和广东信宜 u种源适宜于
低磷条件下生长 o而广西岑溪等种源对磷肥反应敏感k周志春等 oussvl ∀谢钰容等kussv ~usswl报道了马尾
松不同种源的磷素吸收动力学参数和根系有机酸分泌物特征 o本文则进一步从 „°¤¶¨ 活性和分泌性 „°¤¶¨
活性角度阐明造成马尾松不同种源对磷肥反应差异的适应机制及与磷效率等关系 ∀
t 材料与方法
111 试验材料
供试材料为浙江淳安 !福建武平 !江西崇义 !广东信宜和广西岑溪马尾松种源 o这些种源分布在亚热带不
同地理区域 o对磷肥的遗传反应已经研究得比较清楚k周志春等 oussvl ∀盆栽试验基质为中国林业科学研究
院亚热带林业研究所虎山的贫瘠缺磷酸性红壤k谢钰容 oussvl ∀
112 试验设计
t1u1t 盆栽试验和幼苗水培试验 按种源与磷肥 u因素完全随机区组设计进行盆栽和水培试验 o对应地设
置低k缺l磷k°sl !中磷k°tl和高磷k°ulv种磷水平处理 ov次重复 ∀具体参见谢钰容kussvl ∀
t ou1u 根部分泌性 „°¤¶¨ 活性测定 采用 ¦¯¤±¦«¯¤±kt|{sl方法测定 ∀ussu年 z月上旬取水培的 t年生幼
苗用蒸馏水洗净吸干根系后 o置于 xs °预先通气的含有 s1x ª#pt对硝基苯磷酸二钠k³‘°°l的 s1u °²¯#pt
醋酸钠缓冲液k³‹x1sl中 ∀用培养箱室温培养 |s °¬±后 o立即加入 u °²¯#pt‘¤’‹终止酶促反应 o于 wsx ±°
波长条件下比色测定生成的对硝基苯酚k‘°°l的量 ∀剪下幼苗根系于 zs ε 烘干至恒重 ∀酶活性以单位时
间内单位干质量根水解 ³‘°°生成 ‘°°的量表示 o即 Λª#ªptµ²²·⁄• °¬±pt ∀同时做空白对照 o即在反应液放
幼苗前加 u °²¯#pt‘¤’‹ ∀
t1u1v 针叶和根系 „°¤¶¨ 活性测定 分别于 {月 tv日 !|月 v日和 ts月 v日利用土培幼苗测定 ∀测定前用
蒸馏水把待测定植株洗净吸干 o剪下部分针叶和根系称重 o并立即加入 u °冰蒸馏水冰浴研磨成浆 o再加入
v °冰蒸馏水将其全部洗入 z °离心管中 ∀在 w ε !| sssµ#°¬±pt条件下离心 tx °¬±∀取 u °上清液测定
„°¤¶¨ 活性 o测定方法同上 ∀酶活性以单位时间内单位k针叶或根l鲜质量水解 ³‘°°生成 ‘°°的量表示 o即
Λª#ªptµ²²·ƒ • °¬±pt ∀
t1u1w 光合速率及磷效率测定 用 ≤Œp vts型便携式光合仪在室内人工光源下测定马尾松种源土培苗生
长高峰期k{月l光合作用 ≤’u 的变化 ∀光合速率以单位时间k¶l单位干质量 kªl所消耗的 ≤’u 量kΛªl表示 o
即 Λª≤’u#ªpt ⁄• ¶pt o试验重复 v次 ∀种源的磷效率以其收获时kts月底l低磷与中k高l磷水平下干物质的
积累量之比表示 o即磷效率 €低磷胁迫下干物质积累量r中k高l磷条件下干物质积累量 ≅ tss h k曹靖等 o
usssl ∀
u 结果与分析
211 低磷胁迫下马尾松种源分泌性 ΑΠασε活性差异
不同磷水平下马尾松种源水培苗根系分泌性 „°¤¶¨ 的活性测定值列于表 t ∀表 t数据显示 o随培养介质
磷水平的下降 o马尾松种源根系分泌性 „°¤¶¨ 活性显著增加 o磷水平间差异达到极显著水平kπ  s1sss tl o其
活性增幅在 u| h ∗ tst h k中磷与高磷比较l和 xt h ∗ uxz h间k低磷与高磷比较l o具有明显的趋势性 ∀这意
味着低k缺l磷逆境会刺激马尾松种源根系 „°¤¶¨ 向根际的分泌 o磷胁迫的程度越严重 o其根系 „°¤¶¨ 分泌的
能力就越强 ∀
进一步地统计分析表明 o不同磷水平下各参试种源根系分泌性 „°¤¶¨ 的活性差异也非常显著k π 
|x 第 v期 谢钰容等 }低磷胁迫下马尾松种源酸性磷酸酶活性差异
s1sst yl ∀在低磷水平下 o福建武平种源分泌性 „°¤¶¨ 活性最强 o广东信宜种源次之 o而浙江淳安和江西崇义
种源最低 o其分泌性 „°¤¶¨ 活性仅为福建武平种源的 xs h左右 ∀在中磷水平下也大致具有同样的变化规律 ∀
表 1 磷饥饿对马尾松种源根系分泌性 ΑΠασε活性的影响
Ταβ11 Ινφλυενχε οφ πηοσπηορυσσταρϖατιον ον τηε ΑΠασε αχτιϖιτψσεχρετεδ βψ ροοτ οφ διφφερεντ προϖενανχεσ
Λª#ªpt µ²²·⁄• «pt
种源 °µ²√¨ ±¤±¦¨ °s °s  °uΠh °t °t  °uΠh °u
浙江淳安 ≤«∏±. ¤±o s1sy| w xt s1sww { p v s1swx|
福建武平 • ∏³¬±ªoƒ s1tvw z uxz s1szx | tst s1svz z
江西崇义 ≤«²±ª¼¬o÷ s1sy{ x ts{ s1sx| | {u s1svu |
广东信宜 ÷¬±¼¬oŠ⁄ s1s|u z zx s1sy{ u u| s1sxv t
广西岑溪 ≤ ±¨¬¬oŠ÷ s1s{z v tyy s1sxx t y{ s1svu {
212 低磷胁迫下马尾松种源针叶和根系 ΑΠασε活性差异
低磷胁迫下 o马尾松种源除了通过根表分泌 „°¤¶¨ 以活化和分解根际的有机磷供植物吸收利用外 o植株
体内包括针叶和根系的 „°¤¶¨ 活性也会发生变化 o以使植株体内仅有的磷得以多次重复利用 ∀从表 u给出
的马尾松生长高峰期k{月l参试种源土培苗根系和针叶的 „°¤¶¨ 活性来看 o可清楚地说明 „°¤¶¨ 活性的变化
规律 o即随着磷胁迫程度的加深 o马尾松种源根系和针叶的 „°¤¶¨ 活性将显著提高 o表现出其与磷营养水平
的负相关性 ∀如低磷水平下 o种源根系和针叶 „°¤¶¨ 活性分别较高磷水平提高 tvx h ∗ uxw h 和 t{| h ∗
uvv h ∀对照低磷水平下根系和针叶 „°¤¶¨ 的活性 o发现前者在总体上都高于后者 o这是由于根系是养分进
入的门户 o较早接受低磷胁迫的信号 o对低磷胁迫的敏感性也较强 ∀
方差分析结果表明 o低磷水平下马尾松参试种源的根系 „°¤¶¨ 活性存在显著的遗传差异kπ  s1s|t yl o
其中福建武平和广东信宜 u种源的根系 „°¤¶¨ 活性最高 o较广西岑溪种源高出 t倍左右 o分别达 s1s{{ z和
s1s{| { Λª#ªptµ²²·ƒ • «pt o而江西崇义 !浙江淳安和广西岑溪这 v个种源的根系 „°¤¶¨ 活性相对较小 o只有
s1syt s !s1sxz y和 s1swy s Λª#ªptµ²²·ƒ • «pt ∀低磷逆境下土培幼苗针叶 „°¤¶¨ 活性的种源差异类似其根系
„°¤¶¨ 活性变化 ∀这一结果表明 o较之于其他 v个种源 o福建武平和广东信宜 u种源在低磷逆境下更能重复
利用体内的有机磷供机体新陈代谢之需 o以应对低磷胁迫 o保证植株的良好生长发育 ∀在中磷和高磷水平
下 o福建武平和广东信宜种源根系 „°¤¶¨ 的活性也高于其他种源 ∀
213 不同生长期马尾松种源根系和针叶 ΑΠασε活性变化
本试验还测定了不同生长时期马尾松土培苗根系和针叶 „°¤¶¨ 活性 o以研究比较其季节性的变化 ∀图 t
结果显示 o无论是根系还是针叶 o马尾松参试种源在低磷水平下 „°¤¶¨ 活性都表现为 {月  |月  ts月 o即
在测定 „°¤¶¨ 的 v个时期 o{月植株体内 „°¤¶¨ 活性最高 o而在生长高峰期过后 o马尾松幼苗 „°¤¶¨ 活性急剧
下降 o到 ts月下降到最小值 o表现出较强的时效性 ∀结合马尾松的季节生长规律 o„°¤¶¨ 活性的这种规律性
变化正反映了植株从生长高峰期向休眠期的过渡 ∀在不同生长期 o马尾松 „°¤¶¨ 活性的种源差异是不同的 ∀
在生长高峰期的 {月 o种源间 „°¤¶¨ 活性差异极为显著 o而至 |月和 ts月 o不同种源 „°¤¶¨ 活性未表现出明
显的差异 ∀
214 马尾松种源 ΑΠασε活性变化与磷效率和光合速率的关系
植物 „°¤¶¨ 活性变化反映其体内磷素的重复利用能力 o光合作用是植物同化无机物为有机物k包括光合
磷酸化和碳循环l能力的体现 o而磷效率则指当介质中磷素的有效浓度较低时植物正常生长的能力 o即植物
耐低磷的能力差异k严小龙等 ot||ul ∀对照马尾松种源根系和针叶 „°¤¶¨ 活性与其光合速率和磷效率k表 ul
可以看出 o在低磷水平下 o福建武平种源具有最大的光合速率k{1wxz Λª≤’u#ªpt ⁄• ¶ptl !最强的根系和针叶
„°¤¶¨ 活性k分别为 s1s{{ z和 s1syv s Λª#ªptµ²²·ƒ • «ptl !最高的磷效率k°sr°t 和 °sr°u 分别为 zt1tz h和
zt1zw h l和生物量ks1vvz u ªl ∀从低磷胁迫条件下广东信宜种源的根系 „°¤¶¨ 活性 !光合速率和磷效率测定
值看 o该种源的表现也较佳 ∀通过比较表 v中 v种磷水平下各参数变化 o结合已有研究结果k周志春等 o
ussv ~谢钰容等 oussv ~usswl o可认为福建武平和广东信宜乃 u个耐低磷型优良种源 o而 „°¤¶¨ 活性 !光合速
率 !磷效率这 v个具有较好一致性的指标可用以评价马尾松种源在低磷水平下生长表现 ∀
sy 林 业 科 学 wt卷
图 t 低磷水平下不同生长期马尾松种源根系k左l和针叶k右l„³¤¶¨ 活性
ƒ¬ªqt „°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼¬±µ²²·k¯ ©¨·l ¤±§¯¨ ¤©kµ¬ª«·l ²©©¬√¨³µ²√¨ ±¤±¦¨¶·¨¶·¨§¤·¯²º ³«²¶³«²µ∏¶¯¨ √¨¯ §∏µ¬±ª
§¬©©¨µ¨±·ªµ²º·«³«¤¶¨¶k∏±¬·²© „°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼}Λª#ªpt µ²²·ƒ • «ptl
表 2 不同磷水平下马尾松种源 ΑΠασε活性 !光合速率和磷效率 ≠
Ταβ12 ΑΠασε αχτιϖιτψ,πηοτοσψντηετιχ ρατε ανδ πηοσπηορυσ εφφιχιενχψ οφ φιϖε προϖενανχεσ ατ διφφερεντ πηοσπηορυσλεϖελσ
磷水平
°«²¶³«²µ∏¶¯¨ √¨ ¯
种源
°µ²√ ±¨¤±¦¨
光合速率
°«²·²¶¼±·«¨·¬¦µ¤·¨Π
kΛª ≤’u#ªpt ⁄• ¶ptl
总生物量
ײ·¤¯ ¥¬²°¤¶¶Πª
磷效率 t和 u
°«²¶³«²µ∏¶ ©¨©¬¦¬¨±¦¼
t ¤±§uΠh
„°¤¶¨ 活性
„°¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼Π
kΛª#ªpt µ²²·ƒ • «ptl
根系 •²²· 针叶 ¨¤©
浙江淳安 ≤«∏±π¤±o t1v|s s1t|| v s1sxz y s1sxy s
福建武平 • ∏³¬±ªoƒ {1wxz s1vvz u s1s{{ z s1syv s
°s 江西崇义 ≤«²±ª¼¬o÷ v1syx s1tzu v s1syt s s1sw| s
广东信宜 ÷¬±¼¬oŠ⁄ x1{xu s1t{{ t s1s{| { s1swx s
广西岑溪 ≤ ±¨¬¬oŠ÷ u1y|{ s1t{s t s1swy s s1sv{ y
浙江淳安 ≤«∏±π¤±o w1uxy s1vsz x yw1{u s1swu s s1swz s
福建武平 • ∏³¬±ªoƒ x1zzy s1wzv { zt1tz s1s{t | s1sw{ s
°t 江西崇义 ≤«²±ª¼¬o÷ w1swv s1wsu x wu1{s s1svt { s1svy s
广东信宜 ÷¬±¼¬oŠ⁄ x1www s1vyt { xu1ss s1szv ¯ s1sv{ s
广西岑溪 ≤ ±¨¬¬oŠ÷ u1zzu s1vyz v w|1sx s1sxs s s1sux s
浙江淳安 ≤«∏±π¤±o u1vvx s1v{| w xt1t{ s1sv| y s1sux s
福建武平 • ∏³¬±ªoƒ w1uuu s1wzs t zt1zw s1syx w s1suz s
°u 江西崇义 ≤«²±ª¼¬o÷ u1||x s1wws | vz1sz s1suw s s1suy s
广东信宜 ÷¬±¼¬oŠ⁄ y1u|{ s1wv| | wu1zy s1sxv z s1suv s
广西岑溪 ≤ ±¨¬¬oŠ÷ v1s{y s1xu| s vw1sx s1su{ z s1st| s
≠磷效率 t € °s 干物质量Π°t 干物质量 ≅ tss ~磷效率 u € °s 干物质量Π°u 干物质量 ≅ tss ∀ °«²¶²«²µ∏¶ ©¨©¬¦¬¨±¦¼ t € °s §µ¼ ¥¬²°¤¶¶Π°t §µ¼
¥¬²°¤¶¶ ≅ tss ~°«²¶²«²µ∏¶ ©¨©¬¦¬¨±¦¼ u € °s §µ¼ ¥¬²°¤¶¶Π°u §µ¼ ¥¬²°¤¶¶≅ tss1
v 结论与讨论
马尾松是我国亚热带地区重要的针叶纸浆原料树种 ∀虽然南方山地土壤有效磷的缺乏是一种普遍存在
的现象 o但马尾松并不因此表现缺磷而生长良好 o这说明其有适应低磷胁迫的应对机制 ∀研究观测到 o马尾
松根际对土壤中的磷具有活化和富集作用 o但不同种源间差异较大 o如福建武平和广东信宜 u种源对磷肥反
应不敏感 o活化和富集土壤磷的作用较其他种源强烈k周志春等 ot||vl ∀通过水培试验 o作者从根系分泌物
和磷素吸收动力特征角度已初步阐明了造成马尾松种源适应低磷逆境差异的生理机制k谢钰容等 oussv ~
usswl ∀
在低磷胁迫下 o„°¤¶¨ 活性和分泌性 „°¤¶¨ 活性的提高是植物适应磷胁迫的重要机制之一 ∀植物接受到
磷饥饿的刺激后其根系会向根际大量分泌 „°¤¶¨ o以水解生长介质中的无效态有机磷释放 °’vpw k李玉京等 o
t||zl ∀缺磷逆境还将增强植株 „°¤¶¨ 的活性以提高体内磷的利用率 o通过耗用较少的磷产生尽可能多的生
物量k徐庆章等 ot|{|l ∀如 ƒ²¬等kt||ul在研究了湿地松k Πινυσελλιοττιιl根际 „°¤¶¨ 与有机磷的转化关系后认
ty 第 v期 谢钰容等 }低磷胁迫下马尾松种源酸性磷酸酶活性差异
为根际 „°¤¶¨ 的增加提高了磷的有效性 ∀基于分根处理 o庞欣等kusssl发现 o不供磷的黄瓜根系 „°¤¶¨ 活性
显著高于供磷根系 o该酶活性与根系的含磷量显著相关 ∀
本文结合利用水培试验和土培试验 o研究 x个对磷肥反应式样不同种源的根际分泌性 „°¤¶¨ 和植株体
内 „°¤¶¨ 活性变化 o以进一步解释大田试验结果和阐明马尾松种源对磷饥饿的适应机制 ∀水培试验研究结
果表明 o低磷胁迫将诱导和刺激马尾松种源根系 „°¤¶¨ 的分泌 ∀随着培养介质磷水平的下降 o根系分泌性
„°¤¶¨ 的活性显著增加 o增幅在 u| h ∗ tst h k中磷与高磷比较l和 xt h ∗ uxz h间k低磷与高磷比较l ∀低磷
水平下 x个马尾松参试种源根系分泌性 „°¤¶¨ 活性是不同的 o以福建武平种源最强 o广东信宜和广西岑溪种
源其次 o浙江淳安和江西崇义种源最低 o仅为福建武平种源的 xs h左右 ∀
土培试验发现 o生长高峰期马尾松种源根系和针叶 „°¤¶¨ 活性与磷素水平的关系类似于根系分泌性
„°¤¶¨ 活性变化 o即随着介质磷素的减少和磷胁迫的加重 o根系和针叶 „°¤¶¨ 的活性越强 ∀同样 o与其他参试
种源相比 o福建武平和广东信宜 u种源在低磷胁迫下根系和针叶 „°¤¶¨ 的活性较高 o分别达 s1s{{ z !s1syv s
和 s1s{| { !s1swx s Λª#ªptµ²²·ƒ• «pt ∀然而 o生长高峰期过后 o马尾松根系和针叶 „°¤¶¨ 活性急剧下降 o种源
差异显著减小 ∀这一结果也意味着 o宜选择林木生长的高峰期kz ) {月l取样测定 o这样才能确切地研究说
明不同林木品种和种质在低磷胁迫下的 „°¤¶¨ 活性差异 o正确评价其耐低磷的特性 ∀研究还发现 o不同磷水
平下 o尤其是低磷水平下马尾松种源根系 „°¤¶¨ 的活性一般都高于针叶 o这说明根系对磷饥饿的敏感性较
强 ∀较之于针叶 o低磷胁迫下根系 „°¤¶¨ 的活性是一个较好反映林木耐低磷特性的生理指标 ∀
通过比较马尾松不同种源的 „°¤¶¨ 活性 !光合作用和磷效率 o发现这 v者具有较好的一致性 o可用来指
示和评价马尾松种源的耐低磷特性 ∀根据这 v个指标可进一步认定福建武平和广东信宜是 u个耐低磷型的
优良种源 ∀对于植物的光合速率 o缺磷因影响其代谢过程而一般表现为负作用k潘晓华等 ot||zl o但在本试
验中观察到这 u个耐低磷种源在低磷水平下的光合作用速率高于中磷和高磷水平 o这并不意味着低磷水平
下 u种源就具有最高的干物质积累量 ∀在甘蔗研究中也发现类似的现象k万美亮等 ot|||l o更深层的原因尚
待研究 ∀
参 考 文 献
曹 靖 o张福锁 qusss1 低磷条件下不同基因型小麦幼苗对磷的吸收和利用效率及水分的影响 q植物生态学报 ouwkyl }zvt p zvx
丁 洪 o李生秀 o郭庆元 o等 qt||z1 酸性磷酸酶活性与大豆耐低磷能力的相关研究 q植物营养与肥料学报 ovkul }tuv p tu{
樊明寿 o徐 冰 o王 艳 qusst1 缺磷条件下玉米根系酸性磷酸酶活性的变化 q中国农业科技导报 ovkvl }vv p vy
李玉京 o李 滨 o李继云 o等 qt||z1 低磷营养胁迫下小麦 • ‘„酶与酸性磷酸酶活性的变化 q西北植物学报 otzkwl }wtz p wux
潘晓华 o石庆华 o郭进耀 o等 qt||z1 无机磷对植物叶片光合作用的影响及其机理的研究进展 q植物营养与肥料学报 ovkvl }ust p usz
庞 欣 o张福锁 o李春俭 qusss1 部分根系供磷对黄瓜根系和幼苗生长及根系酸性磷酸酶活性影响 q植物生理学报 ouykul }txv p tx{
万美亮 o邝炎华 qt||{1 不同基因型甘蔗磷素吸收动力学特征研究初报 q华南农业大学学报 ot|kul }tux p tuy
吴 平 o印莉萍 q张立平 o等 qusst1 植物营养分子生理学 q北京 }科学出版社
谢钰容 o周志春 o金国庆 o等 qussv1 马尾松不同种源磷素吸收动力学特征 q林业科学研究 otykxl }x{ p xxv
谢钰容 o周志春 o金国庆 o等 qussw1 低磷胁迫下马尾松不同种源根系分泌的主要有机酸研究 q林业科学研究 o亚林所所庆专刊 }wx p w|
徐庆章 qt|{|1 小麦叶片酸性磷酸酯酶活性及缺磷对它的影响 q植物生理学通讯 oy }us p uv
严小龙 o黄志武 o卢仁骏 o等 qt||u1 关于作物磷效率的遗传学研究 q土壤 ouwkul }tsu p tsx
周志春 o谢钰容 o金国庆 o等 qussv1 马尾松种源对磷肥的遗传反应及根际土壤营养差异 q林业科学 ov|kyl }yu p yz
ƒ²¬× • o≤²° µ¨©²µ§ ‘…qt||u1 • «¬½²¶³«¨µ¨ ³«²¶³«¤·¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼ ¤±§³«²¶³«¤·¤¶¨ «¼§µ²¯¼½¤¥¯¨ ²µª¤±¬¦³«²¶³«²µ∏¶¬± ·º² ©²µ¨¶·¨§¶³²§²¶²¯¶q≥²¬¯ …¬²¯²ª¼ ¤±§
…¬²¦«¨ °¬¶·µ¼ouwkyl }xz| p x{v
Š²¯§¶·¨¬± „ ‹ o…¤¨µ·¯¨¬± ⁄ „ o¦⁄¤±¬¨¯ • Š qt|{{1°«²¶³«¤·¨ ¶·¤µ√¤·¬²±¬±§∏¦¬¥¯¨ °¨ ·¤¥²¯¬¶° ¬± Λqεσχυλευτυµ qµ q׫¨ ¬¨¦µ¨·¨§³«²¶³«¤·¨ ¶·¤µ√¤·¬²±¬±§∏¦¬¥¯¨
„°¤¶¨ ²©·²°¤·²q°¯ ¤±·°«¼¶¬²¯²ª¼ o{z }zty p zus
‹¬µ¤·¤‹ o‹¬¶¤®¤ ‹ o‹¬µ¤·¤ „ qt|{u1∞©©¨¦·²© ³«²¶³«²µ∏¶¤±§ ³²·¤¶¶¬∏° §¨©¬¦¬¨±¦¼ ·µ¨¤·°¨ ±·²± µ²²·¶¶¨¦µ¤·¬²± ²© º«¨ ¤·¤±§µ¬¦¨ ¶¨ §¨¯¬±ª¶q²∏µ±¤¯ ²© °¯ ¤±·
‘∏·µ¬·¬²± ¤±§≥²¬¯ ≥¦¬¨±¦¨ ou{ }xwv p xxu
Ž∏°°¨ µ√¤  qt|{y1²¦¤¯¬½¤·¬²± ²©¤¦¬§³«²¶³«¤·¤¶¨ ¬± °¤¬½¨ µ²²·∏±§¨µ³«²¶³«²µ∏¶§¨©¬¦¬¨±¦¼q…¬²¯²ª¬¤ °¯¤±·¤µ∏° ou{ }uzs p uzw
¨©¨ ¥√µ¨ ⁄ ⁄o⁄∏©©≥  Š oƒ¬¯¨ ≤ oετ αλqt||s1 • ¶¨³²±¶¨ ·² °«²¶³«¤·¨ §¨³µ¬√¤·¬²±¬± Βρασσιχα νιγρα¶∏¶³¨ ±¶¬²± ¦¨¯¯¶q°¯ ¤±·°«¼¶¬²¯²ª¼ o|vkul }xsw p xtt
¦¯¤±¦«¯¤± Ž⁄qt|{s1„¦¬§³«²¶³«¤·¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼²©¬±·¤¦·µ²²·¶¤±§³«²¶³«²µ∏¶±∏·µ¬·¬²±¬± ³¯¤±·¶q´ q„¶¶¤¼¦²±§¬·¬²±¶¤±§³«²¶³«¤·¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼q„∏¶·µ¤¯¬¤±²µ∏±¤¯
²© „ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ • ¶¨¨¤µ¦«ovt }wu| p wws
uy 林 业 科 学 wt卷