Page 19 - 《华中农业大学学报》2025年第5期
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第44卷 第5期                          华  中   农   业  大   学  学   报                        Vol.44    No.5
               2025年    9月                   Journal  of  Huazhong  Agricultural  University    Sep. 2025，13~24

               马晓诺，侯星宇，蔡红梅.长江中下游主栽水稻磷高效品种筛选及其生理生化特征［J］.华中农业大学学报，2025，44（5）：13­24.
               DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.05.002

                                 长江中下游主栽水稻磷高效品种筛选

                                                及其生理生化特征



                                                马晓诺，侯星宇，蔡红梅

                                             华中农业大学资源与环境学院，武汉  430070

                       摘要  为解析水稻品种磷利用效率差异的机制，以长江中下游地区 57份主栽水稻品种为试验材料，通过营
                   养液培养试验进行磷效率筛选；进一步以筛选获得的磷高、低效品种为研究对象，结合营养液培养试验、土壤盆
                   栽试验和大田小区试验，分析两者生长表型、产量形成、磷素吸收利用、酸性磷酸酶活性及相关基因表达水平的
                   差异。结果显示，通过筛选确定磷高效品种荃优 879（39#）和磷低效品种昌两优 8号（21#），无论在全磷（+P）还
                   是缺磷（−P）处理下，磷高效品种具有更加优良的根系构型和生物量，其株高、根系总表面积和总体积、根尖数、
                   根和地上部干质量均显著高于磷低效品种；磷高效品种的有效穗数、穗长、千粒重、结实率和籽粒产量均显著高
                   于磷低效品种；磷高效品种对磷素的吸收利用显著优于磷低效品种，其根和地上部磷累积量、植株中磷的吸收
                   量、磷利用效率和利用指数均显著高于磷低效品种；−P 处理下，磷高效品种根中 OsPHR2、OsmiR399、OsPT6
                   和 OsPAP10 基因的表达水平，以及根内和根表的酸性磷酸酶活性高于磷低效品种。结果表明，优良的根系构
                   型、更强的磷素吸收和利用能力、在根内和根外具有更高的有机磷活化能力是磷高效品种的重要特征。
                       关键词  水稻； 磷利用效率； 根系构型； 磷吸收利用； 基因表达； 酸性磷酸酶活性； 产量
                       中图分类号  S511.103.7    文献标识码  A    文章编号  1000-2421（2025）05-0013-12


                   磷（P）是植物生长发育所必需的大量营养元素， 产量的 1/3，我国约有 2/3 的居民以稻米为主要口
               在植物光合呼吸、蛋白质和酯类合成、能量代谢、稳                          粮 ［8-10］ 。因此，实现水稻高产稳产是保障我国粮食安
               定细胞结构等方面具有重要作用。缺磷易导致作物                           全和社会稳定的重要支撑。研究表明，水稻对磷的
               生长受阻、植株矮小、分蘖减少、产量下降，因此，磷                         吸收和利用效率具有显著的基因型差异                 ［11-13］ 。近年
               也是农业生产上限制作物产量形成的主要因子之                            来，我国科研人员对多份水稻品种的磷素利用效率
               一。磷肥是继氮肥之后广泛施用于农作物以提高产                           进行了鉴定和分析，筛选出若干磷高效品种。刘亚
               量的第二大肥料。据统计，我国磷肥消耗量约占全                           等 ［14］ 对 281 份水稻品种进行了低磷耐受性鉴定，发
               球 总 量 的 21%，农 田 平 均 施 用 量（P 2 O 5 ）约 为 73        现不同水稻品种间存在显著性差异；韩胜芳等                    ［15］ 发
               kg/hm ，是世界平均水平的 2.4 倍         ［1］ 。然而，磷肥施        现，缺磷条件下不同水稻品种的生物量、磷含量和累
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               入土壤后大约有 85%~90% 会被吸附固定，形成难                       积量存在很大差异，从中筛选出 2 个磷高效品种；张
               以被植物利用的形态，导致磷的有效性较低                   ［2-3］ 。在   俊国等  ［16］ 依据籽粒产量和生物量 2 个性状指标，从
               我国，农作物对磷肥的利用率仅有 10%~20%                  ［4-5］ ， 20 份水稻品种中筛选出吉粳 88 等 3 个磷高效品种和
               大量的磷素积累在土壤中或进入到水体中，不仅造                           沈农 6014 等 3 个磷低效品种；李莉等          ［17］ 通过盆栽试
               成了资源浪费、增加了经济成本，更导致了水体富营                          验研究了 27 份水稻品种的磷效率，结合各品种的籽
               养化，给生态环境造成严重负担             ［6-7］ 。               粒产量，从中筛选出兼具磷效率和籽粒产量存在显
                   水稻是我国主要的粮食作物，种植面积约占全                         著性差异的品种。相关研究表明，水稻磷高效品种
               国粮食种植总面积的 1/4，稻米产量约占全国粮食总                        比磷低效品种具有更高的干物质积累和磷素吸收能

               收稿日期： 2024 ­ 11 ­ 19
               基金项目：国家重点研发计划项目（2021YFD1901203）
               马晓诺， E-mail： 1683663913@qq.com
               通信作者： 蔡红梅，E-mail： caihongmei@mail.hzau.edu.cn
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