黄花苜蓿与蒺藜苜蓿对土壤低磷胁迫适应策略的比较研究
《三种紫花苜蓿响应非生物胁迫的比较研究》范文
《三种紫花苜蓿响应非生物胁迫的比较研究》篇一一、引言紫花苜蓿，作为一种重要的豆科植物，因其丰富的营养价值和良好的生态适应性，在全球范围内被广泛种植。
然而，在面对非生物胁迫（如干旱、高温、盐碱等）时，紫花苜蓿的生长与生存将受到极大的影响。
为了深入了解这一影响并提高紫花苜蓿的抗逆能力，本研究将选取三种常见的紫花苜蓿进行非生物胁迫响应的比较研究。
二、研究目的与意义本研究的目的是对三种紫花苜蓿在不同非生物胁迫条件下的生长情况、生理生化反应及基因表达进行深入比较研究。
这不仅有助于我们理解紫花苜蓿的抗逆机制，同时也为紫花苜蓿的品种选育及农业生产中的合理种植提供科学依据。
此外，研究结果对于提高其他豆科植物乃至其他植物的抗逆性也具有重要参考价值。
三、材料与方法本研究选取了三种常见的紫花苜蓿品种，分别为A、B、C。
通过模拟干旱、高温、盐碱等非生物胁迫环境，对三种紫花苜蓿的生长状况进行观察，并运用生理生化实验、基因表达分析等方法进行研究。
四、实验结果（一）生长状况比较在干旱条件下，紫花苜蓿A的生长状况表现最佳，其次是B 和C；在高温环境下，三种紫花苜蓿的生长状况均有所下降，但A的表现仍较其他两种优秀；在盐碱环境中，B和C的抗逆性表现较为突出。
（二）生理生化反应比较在面对非生物胁迫时，三种紫花苜蓿的生理生化反应各不相同。
如，A在干旱条件下能够更好地调节自身的渗透压平衡和抗氧化能力；B在高温环境下能够更有效地清除活性氧；C在盐碱环境中能够更好地吸收和利用养分。
（三）基因表达分析通过基因表达分析发现，面对非生物胁迫时，三种紫花苜蓿的抗逆相关基因表达程度有所不同。
其中，A在干旱条件下的抗逆基因表达较强；B在高温条件下的热激蛋白基因表达较为活跃；C在盐碱条件下的钠离子转运相关基因表达较高。
五、讨论本研究结果表明，不同品种的紫花苜蓿在面对非生物胁迫时具有不同的响应机制。
这可能与各品种的遗传背景、生理生化特性及基因表达差异有关。
《2024年黄花苜蓿MfERF022基因调控截形苜蓿非生物胁迫抗性并促进结瘤功能的初步验证》范文
《黄花苜蓿MfERF022基因调控截形苜蓿非生物胁迫抗性并促进结瘤功能的初步验证》篇一一、引言黄花苜蓿作为一种重要的豆科植物，其具有优良的抗逆性和结瘤共生能力。
近年来，随着分子生物学技术的不断发展，基因工程在植物抗逆性及结瘤共生方面得到了广泛应用。
本篇论文旨在初步验证黄花苜蓿MfERF022基因在截形苜蓿非生物胁迫抗性及促进结瘤功能方面的调控作用。
二、研究背景与意义非生物胁迫是影响植物生长和产量的重要因素，如干旱、高温、低温和盐渍等。
黄花苜蓿因其优良的抗逆性能而备受关注。
而MfERF022基因作为黄花苜蓿中的关键基因，其在植物抗逆性及结瘤共生方面的作用尚未明确。
因此，研究MfERF022基因的调控机制，对于提高截形苜蓿的抗逆性和结瘤共生能力具有重要意义。
三、材料与方法（一）材料本研究选用黄花苜蓿为研究对象，利用其MfERF022基因进行遗传转化，以获得转基因截形苜蓿。
（二）方法1. 基因克隆与遗传转化：通过PCR技术克隆MfERF022基因，并利用农杆菌介导法将其导入截形苜蓿中，获得转基因植株。
2. 非生物胁迫处理：对转基因及野生型截形苜蓿进行干旱、高温、低温、盐渍等非生物胁迫处理，观察其生长状况及抗逆性变化。
3. 结瘤功能检测：通过接种根瘤菌，观察转基因植株的结瘤情况，评估其结瘤共生能力。
4. 数据分析：对实验数据进行统计分析，探讨MfERF022基因在非生物胁迫抗性及结瘤功能方面的调控作用。
四、实验结果与分析（一）MfERF022基因的克隆与遗传转化成功克隆了黄花苜蓿的MfERF022基因，并通过农杆菌介导法将其导入截形苜蓿中，获得了转基因植株。
（二）非生物胁迫抗性分析1. 干旱处理：转基因截形苜蓿在干旱条件下的生长状况明显优于野生型，表现出较强的抗旱性。
2. 高温、低温处理：转基因截形苜蓿在高温和低温条件下的生长状况也优于野生型，表现出较强的耐热性和抗寒性。
3. 盐渍处理：转基因截形苜蓿在盐渍条件下的生长状况显著改善，说明其耐盐性得到提高。
云南2种野生苜蓿资源对酸铝胁迫的响应分析
云南2种野生苜蓿资源对酸铝胁迫的响应分析云南省是我国的苜蓿产区之一，拥有丰富的野生苜蓿资源。
近年来，随着环境污染和气候变化的加剧，野生苜蓿的生长环境受到了一定程度的影响，其中酸铝胁迫更是对野生苜蓿生长和发育产生了极大的影响。
对野生苜蓿资源对酸铝胁迫的响应进行分析，对于保护和利用野生苜蓿资源、提高其抗逆能力具有重要的意义。
本文选择了云南省的两种野生苜蓿资源进行研究，分别为云南苜蓿（Medicago yunnanensis Chang）和金银花苜蓿（Medicago lupulina L.）。
通过对这两种野生苜蓿资源在酸铝胁迫条件下的生理和生化指标变化进行观察和分析，揭示它们对酸铝胁迫的响应机制，为野生苜蓿资源的保护和利用提供科学依据。
1. 研究材料和方法（1）实验材料：选自云南省的野生苜蓿资源，包括云南苜蓿和金银花苜蓿。
（2）处理方法：在人工控制条件下设置对照组和酸铝胁迫处理组，对照组种植在PH=6.5的基质中，酸铝胁迫处理组种植在PH=4.0的基质中，每个处理设置3个重复。
在胁迫处理的过程中，记录每个处理组植物的生长状态和相关生理生化指标的变化。
（3）测定指标：包括植物的根长、地上部鲜重、叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白等。
2. 结果与分析（1）生长状态的观察：经过酸铝胁迫处理后，云南苜蓿和金银花苜蓿的生长状态均受到了一定程度的影响，表现为根长减少、地上部鲜重降低等。
（2）叶绿素含量的变化：在酸铝胁迫条件下，云南苜蓿和金银花苜蓿的叶绿素含量显著下降，说明酸铝胁迫对其光合作用产生了明显的负面影响。
（3）抗氧化酶活性的变化：酸铝胁迫后，云南苜蓿和金银花苜蓿的SOD、CAT活性均得到明显的提高，表明植物在酸铝胁迫下增强了抗氧化能力。
（4）MDA含量的变化：MDA是细胞膜脂过氧化的产物，酸铝胁迫后，云南苜蓿和金银花苜蓿的MDA含量显著增加，表明胁迫导致了细胞膜的损伤。
《黄花苜蓿MfERF022基因调控截形苜蓿非生物胁迫抗性并促进结瘤功能的初步验证》范文
《黄花苜蓿MfERF022基因调控截形苜蓿非生物胁迫抗性并促进结瘤功能的初步验证》篇一一、引言黄花苜蓿和截形苜蓿作为重要的豆科植物，不仅在饲料生产中占据重要地位，而且对改善土壤质量、促进生态平衡具有重要意义。
近年来，随着全球气候变化和土壤退化问题日益突出，提升植物的非生物胁迫抗性，尤其是抗旱、抗寒等能力，成为科学研究的重要课题。
MfERF022基因作为黄花苜蓿中的重要基因，其在非生物胁迫抗性及结瘤功能方面的作用备受关注。
本文将就MfERF022基因对截形苜蓿的非生物胁迫抗性和结瘤功能的初步验证进行详细介绍。
二、MfERF022基因的基本特性MfERF022基因是一种属于植物ERF转录因子家族的基因。
ERF转录因子在植物中广泛存在，对植物应对环境变化和生长发育具有重要作用。
MfERF022基因的发现和功能研究，为提升截形苜蓿等豆科植物的非生物胁迫抗性和结瘤功能提供了新的途径。
三、MfERF022基因对非生物胁迫抗性的调控非生物胁迫包括干旱、高温、低温等环境因素对植物生长的不利影响。
研究发现，MfERF022基因的表达能够显著提高截形苜蓿等豆科植物的非生物胁迫抗性。
通过基因工程手段，我们将MfERF022基因转入截形苜蓿中，使其在植株体内稳定表达。
经过一系列实验验证，转基因截形苜蓿在干旱、高温、低温等非生物胁迫下的生存能力和生长速度均得到了显著提升。
四、MfERF022基因对结瘤功能的促进作用除了非生物胁迫抗性外，MfERF022基因还能促进截形苜蓿的结瘤功能。
在实验室条件下，我们观察到转基因截形苜蓿与根瘤菌共生的过程中，结瘤数量和大小均有所增加。
这表明MfERF022基因的表达能够促进根瘤的形成和发育，从而提高植物的氮素利用效率。
五、实验验证与结果分析为了进一步验证MfERF022基因的作用，我们进行了多组实验。
包括转基因截形苜蓿在不同环境条件下的生长实验、结瘤数量的统计、相关基因的表达分析等。
实验结果表明，MfERF022基因的表达能够显著提高截形苜蓿的非生物胁迫抗性和结瘤功能。
苜蓿的耐受性和适应性研究
苜蓿的耐受性和适应性研究引言苜蓿（Medicago sativa）是一种具有高营养价值的多年生草本植物，被广泛种植用作牧草、饲料和土壤改良植物。
然而，在不同环境条件下，苜蓿的生长和产量受到许多生物和非生物因素的限制，如病原微生物、干旱、病虫害等。
因此，研究苜蓿的耐受性和适应性对于改善其耐受性和提高产量非常重要。
一、苜蓿的耐旱性研究苜蓿的耐旱性是指其在干旱条件下生长和发育的能力。
苜蓿常生长在各种不同的土壤条件下，其中包括干旱地区。
过去的研究表明，苜蓿在干旱条件下能够自我调节其水分利用效率，并通过减少蒸腾来降低水分损失。
此外，苜蓿还能产生具有抗氧化活性的抗氧化物质，以减轻因干旱造成的氧化应激损伤。
近年来，基因工程技术的引入使得研究者能够对苜蓿的耐旱机制进行深入研究。
例如，通过转基因技术增加苜蓿的抗氧化酶活性，提高其耐旱性。
综上所述，苜蓿的耐旱性研究为培育具有更好抗旱性的苜蓿品种提供了理论依据。
二、苜蓿的耐盐性研究苜蓿的耐盐性是指其在高盐度条件下生长和发育的能力。
盐胁迫对苜蓿的生长和产量有极大影响，限制了其在盐碱地区的种植。
研究表明，苜蓿具有一定的耐盐性，并且其根系具有较高的盐分排泄能力。
苜蓿通过调节离子通道的功能以及产生特定的耐盐蛋白和抗氧化物质来应对高盐度环境。
近年来，研究者通过利用分子生物学和基因工程技术，成功地挖掘和转化了苜蓿中参与耐盐机制的关键基因，为培育耐盐性更强的苜蓿品种提供了新思路。
三、苜蓿的抗病性研究苜蓿常常受到多种病原微生物的侵袭，如真菌、病毒和细菌。
这些病害会导致苜蓿生长不良甚至死亡，严重影响其产量和质量。
为了提高苜蓿的抗病性，研究者通过筛选抗病种质资源、培育抗病品种以及应用生物技术等手段进行研究。
例如，利用分子标记辅助选择（MAS）技术对苜蓿进行基因组选择，筛选出具有抗病性状的个体进行繁殖。
此外，研究还发现一些具有抗病活性的抗生素和化合物，可以作为苜蓿病害管理的有益工具。
四、苜蓿的适应性研究苜蓿是一种广泛适应性的植物，能够适应不同种植条件下的生长。
《2024年三种紫花苜蓿响应非生物胁迫的比较研究》范文
《三种紫花苜蓿响应非生物胁迫的比较研究》篇一一、引言紫花苜蓿，作为一种重要的豆科作物，其优良的土壤改良和饲料来源的特性，在全球范围内被广泛种植。
然而，面对环境变化和极端气候事件，紫花苜蓿在生长过程中会遇到各种非生物胁迫，如干旱、盐渍化、高温等。
这些胁迫因素对紫花苜蓿的生长和产量产生严重影响。
因此，研究不同紫花苜蓿品种对非生物胁迫的响应机制，对于提高其抗逆性、改良品种和增加产量具有重大意义。
本文以三种紫花苜蓿品种为研究对象，进行了其响应非生物胁迫的比较研究。
二、材料与方法本实验选择了三种具有代表性的紫花苜蓿品种（品种A、品种B、品种C）作为研究对象。
在相同的环境条件下，分别对这三种紫花苜蓿进行干旱、盐渍化和高温三种非生物胁迫处理。
在处理过程中，定期测定并记录各品种的生长指标（如株高、叶面积等）、生理指标（如叶绿素含量、丙二醛含量等）以及基因表达情况。
三、实验结果1. 生长指标比较在干旱胁迫下，三种紫花苜蓿的生长速度均有所减缓，但品种C的减缓程度相对较小。
在盐渍化胁迫下，品种A和品种B的生长受到较大影响，而品种C的抗盐性较强。
在高温胁迫下，三种紫花苜蓿的生长均受到不同程度的抑制，但品种A的耐热性相对较好。
2. 生理指标比较在非生物胁迫下，三种紫花苜蓿的叶绿素含量均有所下降，但品种C的叶绿素降解速度相对较慢。
同时，丙二醛含量在各品种间存在差异，这可能与各品种的抗逆机制有关。
3. 基因表达分析通过实时荧光定量PCR技术，我们分析了各品种在非生物胁迫下的基因表达情况。
结果表明，各品种在应对非生物胁迫时，均有相关抗逆基因的表达上调或下调。
然而，各品种间基因表达的模式和程度存在差异，这可能是导致各品种抗逆性差异的原因之一。
四、讨论根据实验结果，我们可以看出三种紫花苜蓿在应对非生物胁迫时表现出不同的响应机制。
其中，品种C在生长指标、生理指标以及基因表达方面均表现出较强的抗逆性。
这可能与该品种具有较好的遗传特性或抗逆机制有关。
《三种紫花苜蓿响应非生物胁迫的比较研究》范文
《三种紫花苜蓿响应非生物胁迫的比较研究》篇一一、引言紫花苜蓿是一种广泛种植的优质豆科牧草，对于非生物胁迫的响应机制一直是植物生物学领域的研究热点。
本文将针对三种紫花苜蓿的抗逆能力进行比较研究，从抗旱性、抗寒性及耐盐性等非生物胁迫方面，深入探讨其生理生态学机制，以期为培育具有优良抗逆性能的紫花苜蓿新品种提供理论依据。
二、材料与方法2.1 实验材料本实验选取了三种紫花苜蓿品种，分别为A、B、C。
这些品种在当地广泛种植，具有较好的生长表现和抗逆性能。
2.2 实验方法本实验通过控制非生物胁迫的种类和程度，比较三种紫花苜蓿在抗旱性、抗寒性及耐盐性等方面的差异。
具体实验方法包括：（1）抗旱性实验：通过控制土壤含水量，模拟干旱环境，观察三种紫花苜蓿的生长状况。
（2）抗寒性实验：在低温环境下进行人工控温实验，比较三种紫花苜蓿的耐寒能力。
（3）耐盐性实验：通过添加不同浓度的盐溶液，模拟盐碱环境，观察三种紫花苜蓿的耐盐程度。
三、结果与分析3.1 抗旱性比较在干旱环境下，A品种紫花苜蓿的生长状况相对较好，叶片颜色较绿，生长速度较快；B品种次之；C品种的抗旱性能相对较弱。
通过对三种紫花苜蓿的生理指标进行测定，发现A品种的细胞膜稳定性较高，能够更好地适应干旱环境。
3.2 抗寒性比较在低温环境下，C品种紫花苜蓿的耐寒能力最强，叶片较少出现枯黄现象；B品种次之；A品种的耐寒性能相对较弱。
通过对三种紫花苜蓿的生理指标进行分析，发现C品种的细胞膜保护机制更为完善，能够更好地抵抗低温环境。
3.3 耐盐性比较在盐碱环境下，B品种紫花苜蓿的耐盐程度最高，能够在较高浓度的盐溶液中正常生长；A品种次之；C品种的耐盐性能相对较弱。
通过对三种紫花苜蓿的生理指标进行检测，发现B品种在遭受盐碱胁迫时，其抗氧化能力及渗透调节能力更为突出。
四、讨论本实验通过对三种紫花苜蓿在抗旱性、抗寒性及耐盐性等方面的比较研究，发现不同品种的紫花苜蓿在非生物胁迫下的响应机制存在差异。
《三种紫花苜蓿响应非生物胁迫的比较研究》范文
《三种紫花苜蓿响应非生物胁迫的比较研究》篇一一、引言紫花苜蓿作为一种重要的豆科植物，具有丰富的营养价值和生态价值。
然而，在自然环境中，紫花苜蓿经常受到各种非生物胁迫的挑战，如干旱、高温、低温等。
为了探究不同品种紫花苜蓿在面对这些非生物胁迫时的响应机制，本文对三种紫花苜蓿进行了系统的比较研究。
二、材料与方法本研究所选用的三种紫花苜蓿品种分别为：A品种、B品种和C品种。
在相同的环境条件下，分别对这三种紫花苜蓿进行干旱、高温、低温等非生物胁迫处理。
通过观察其生理生化指标、形态学特征以及基因表达等方面的变化，来探究其响应非生物胁迫的机制。
三、结果与分析1. 生理生化指标的比较在干旱胁迫下，三种紫花苜蓿的叶绿素含量均有所降低，但A品种的降低幅度较小，表明其具有较强的抗旱能力。
在高温和低温胁迫下，各品种的过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性有所差异。
其中，B品种在高温下的CAT活性较高，而C品种在低温下的SOD活性较强。
这些结果表明，不同品种紫花苜蓿在面对非生物胁迫时，其生理生化响应机制存在差异。
2. 形态学特征的比较在干旱胁迫下，A品种的叶片保持较为完整，而B品种和C 品种的叶片出现了一定程度的萎黄和卷曲。
在高温和低温胁迫下，各品种的生长发育情况也存在差异。
这些形态学特征的变化与各品种的抗逆能力密切相关。
3. 基因表达的比较通过转录组测序等技术手段，我们发现不同品种紫花苜蓿在面对非生物胁迫时，其基因表达也存在差异。
例如，在干旱胁迫下，A品种中与抗旱相关的基因表达水平较高；在高温和低温胁迫下，B品种和C品种中与抗逆相关的基因表达水平较高。
这些结果表明，不同品种紫花苜蓿在基因层面上的响应机制也存在差异。
四、讨论根据实验结果，我们可以得出以下结论：在面对非生物胁迫时，不同品种紫花苜蓿的生理生化指标、形态学特征以及基因表达等方面均存在差异。
这些差异可能与各品种的遗传背景、生态环境等因素有关。
因此，在种植紫花苜蓿时，应根据当地的自然环境条件选择适宜的品种，以提高其抗逆能力。
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植物生态学报 2011, 35 (6): 632–640 doi: 10.3724/SP.J.1258.2011.00632 Chinese Journal of Plant Ecology 黄花苜蓿与蒺藜苜蓿对土壤低磷胁迫适应策略的比较研究高艳1田秋英2*石凤翎1*李凌浩2张文浩21内蒙古农业大学生态环境学院, 呼和浩特 010018; 2中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093摘要土壤有效磷(P)含量低是限制植物生长的主要因素之一。
根形态变化和根系大量分泌以柠檬酸为主的有机酸是植物适应土壤P素缺乏的重要机制。
以广泛分布于我国北方的重要豆科牧草黄花苜蓿(Medicago falcata)和豆科模式植物蒺藜苜蓿(M. truncatula)为材料, 采用砂培方法, 研究了低P胁迫对其植株生长、根系形态和柠檬酸分泌的影响, 对比了两种苜蓿适应低P胁迫的不同策略。
结果表明: 1)低P处理显著抑制了蒺藜苜蓿与黄花苜蓿的地上部生长, 而对地下部生长影响较小, 从而导致根冠比增加。
2)低P胁迫显著降低黄花苜蓿的总根长和侧根长, 而对蒺藜苜蓿的上述根系形态指标没有显著影响。
3)低P胁迫促进两种苜蓿根系的柠檬酸分泌, 无论是在正常供P还是低P胁迫条件下, 黄花苜蓿根系分泌柠檬酸量显著高于蒺藜苜蓿根系。
上述结果表明, 黄花苜蓿和蒺藜苜蓿对低P胁迫的适应策略不同, 低P胁迫下, 黄花苜蓿主要通过根系大量分泌柠檬酸, 活化根际难溶态P来提高对P的吸收, 而蒺藜苜蓿维持较大的根系是其适应低P胁迫的主要策略。
关键词柠檬酸分泌, 黄花苜蓿, 蒺藜苜蓿, 低P胁迫, 根构型Comparative studies on adaptive strategies of Medicago falcata and M. truncatula to phos-phorus deficiency in soilGAO Yan1, TIAN Qiu-Ying2*, SHI Feng-Ling1*, LI Ling-Hao2, and ZHANG Wen-Hao21College of Ecology and Environmental Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China, and 2State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, ChinaAbstractAims Phosphorus (P) is an essential macronutrient for plant growth and development. Phosphorus deficiency is one of the major constraints limiting plant growth in many types of soils. To cope with P deficiency, plants have evolved numerous strategies including changes in root architecture and exudation of organic acids in general and citrate in particular to maximize P uptake and mobilize soil P. To unravel the adaptive strategies of Medicago fal-cata, a native legume species in temperate grassland in northern China, and M. truncatula, a legume model plant, to P deficiency, we compared biomass, root traits and exudation of citrate of the two species under two levels of P supply.Methods Pot experiments were conducted to compare biomass, root traits and exudation of citrate in M. falcata and M. truncatula under two levels of P supply (500 and 5 µmol·L–1).Important findings Shoot biomass was reduced while root biomass was not affected in both M. falcata and M. truncatula when exposed to P-deficient medium, leading to an increase in root/shoot ratio. The lateral root length and total root length of M. falcata seedlings grown in P-deficient medium were markedly reduced compared to those grown in P-sufficient medium, while no significant effect of P deficiency on these parameters in M. trun-catula seedlings was observed. A greater amount of citrate was exuded from M. falcata roots than M. truncatula roots under P-sufficient conditions. Citrate exudation from both species was stimulated in response to P defi-ciency with the stimulatory effect being much more evident in M. falcata than in M. truncatula. Taken together, these findings reveal that M. falcata and M. truncatula have developed different strategies to cope with P defi-ciency. Medicago falcata had a small root system and exuded large amount of citrate to mobilize soil P bound to soil particles. In contrast, M. truncatula had limited capacity to mobilize soil P by releasing citrate, but it main-tained a large root system to more effectively explore sparse soil P and maximize P uptake by its large root sur-face area.——————————————————收稿日期Received: 2011-02-28 接受日期Accepted: 2011-04-20* 共同通讯作者Co-author for correspondence (E-mail: tianqiuying@; sfl0000@)高艳等: 黄花苜蓿与蒺藜苜蓿对土壤低磷胁迫适应策略的比较研究 633doi: 10.3724/SP.J.1258.2011.00632Key words citrate exudation, Medicago falcata , Medicago truncatula , phosphorus deficiency, root architecture磷(P)是植物生长必需的大量元素之一, 是植物体内核酸和生物膜的能量代谢和生物合成的重要底物, 在光合作用、呼吸作用及一系列酶的调节作用中起重要作用, 因此P 是影响植物生长发育的重要元素。
尽管土壤中全P 含量很高, 但由于P 极易被土壤中的阳离子或团粒结构所固定, 形成难溶性沉淀物, 再者在土壤中的移动性很小, 其扩散距离只有1–2 mm (Barber & Mackay, 1986), 所以能够被植物直接吸收利用的有效P 含量很低, 植物经常处于低P 胁迫状态(Lynch, 1995; Raghothama, 1999; Vance et al ., 2003)。
传统的农业生产中通过施加P 肥来满足植物对P 的需求, 但一方面由于P 极易被土壤固定, P 肥利用率降低; 另一方面P 肥易被淋溶进入水体造成环境污染。
更为严峻的是我国P 矿资源匮乏。
已有文献报道, 世界P 矿将在今后60到80年内被消耗殆尽(Vance, 2001)。
P 肥的过量施用不仅增加生产成本, 加剧矿产资源的耗竭, 而且也导致水体富营养化等生态环境问题。
因此, 围绕实现作物高产、资源高效、环境友好和农业可持续发展的总体目标, 利用植物固有的生物学特性, 挖掘植物自身对养分的高效吸收利用潜能, 是解决土壤有效P 缺乏的重要举措(严小龙等, 1992; 严小龙和张福锁, 1997; 王庆仁等, 1998; Vance et al ., 2003)。
植物在长期的进化过程中, 形成了多种适应低P 胁迫的策略。
这些策略主要包括根形态构型的改变、有机酸的合成与分泌和P 转运蛋白活性增加等(Vance et al ., 2003)。
低P 胁迫下, 植物通过改变其根系形态, 增加活化和吸收P 的表面积, 提高土壤P 的吸收效率, 是植物适应低P 胁迫的重要机制之一(廖红和严小龙, 2000; 赵华等, 2006; Desnos, 2008)。
耐低P 的植物往往会通过刺激侧根和根毛的生长, 进而增加P 吸收的表面积。