假地豆响应缺磷胁迫的代谢衍生物分析
2022-07-08朱厚荣郑韶爵吕金慧徐然然罗丽娟董荣书
草地学报 2022年6期
关键词:植物
朱厚荣, 郑韶爵, 吕金慧, 徐然然, 罗丽娟, 董荣书
(1. 海南大学热带作物学院, 海南 海口 570228; 2. 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所, 海南 海口 571101)
磷(Phosphorus,P)是植物生长所必需的大量营养元素之一,参与了光合作用、能量转换、生物大分子合成等生理生化过程[1]。可溶性无机磷(Pi)是植物可直接从土壤中吸收的主要磷源形式[2]。但是它很容易与土壤中的有机化合物、Al3+,Ca2+,Fe3+等金属阳离子相互作用形成不能被植物根系直接吸收的难溶性磷,导致土壤有效磷低,从而限制植物生长发育[3]。在农业生产中通过施用过量磷肥以满足农作物对磷的需求,但是磷肥在当季利用率低[4]。过量的磷肥会造成土壤退化、水体富营养化等环境问题[5]。因此,研究植物适应低磷胁迫机理并培育磷高效作物品种,对发展可持续农业具有重要意义。
为适应低磷胁迫环境,植物在进化过程中形成了一系列机制提高磷吸收和利用能力[6]。水稻(Oryzasativa)、大豆(Glycinemax)、紫花苜蓿(Medicagosativa)等植物通过调控根系形态,提高根系与土壤的接触面积,从而增强根系获取Pi的能力[7-9]。在低磷环境中,植物还通过调控有机酸、糖类、核苷酸等代谢物的积累提高对低磷胁迫的适应能力。例如,水稻和大豆在低磷胁迫下根系会合成大量的有机酸,通过根系分泌的有机酸溶解难溶性磷,从而提高土壤磷的利用能力。而且水稻根系分泌的半乳糖醛酸不断积累,降低了磷酸盐对土壤胶体的吸附,增加土壤中Pi的有效性[10-11]。此外,在低磷胁迫……
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