植物高效吸收和利用磷营养的遗传学研究进展

近些年来 ,人们对植物营养性状的遗传学背景日益了解 ,特别是磷素营养。随着分子生物学的快速发展 ,磷素营养的研究已深入到分子水平并且取得了可喜的成绩。本文从植物体内调控磷吸收利用的相关QTLs定位 ,缺磷诱导的基因表达 ,植物体内的磷调控系统 ,磷转运子及与磷有关的突变体的研究作一概括。

水稻根系中磷高效吸收和利用相关基因表达对低磷胁迫的应答

研究水稻耐低磷机制,对高效利用土壤磷的水稻品种改良具有重要意义。应用基因芯片和qRT-PCR技术,分析了耐低磷水稻品种仪2434和低磷敏感品种通粳981根系中磷高效吸收和利用相关基因表达对低磷胁迫的应答。水稻叶片磷含量的测定结果表明,低磷胁迫下仪2434的叶片磷含量较对照降幅小,这表明仪2434较通粳981具有更强的磷素吸收利用能力。基因芯片检测结果表明,在低磷胁迫下的仪2434根系中,PHR1、osa-miR399s和SPXs基因的表达诱导、激活磷饥饿信号途径;APA、PAPs、MPE、PA、PEPC和VDAC1、C4-DT/MAT等基因的表达诱导,增强有机磷水解酶和有机酸的合成和分泌,促进介质中难溶性磷的活化;OsPT2、OsPT6基因的表达诱导,促进仪2434根系对磷的高效吸收。qRTPCR检测结果表明,仪2434根系中与磷饥饿信号转导、磷活化、磷高效吸收相关的8个代表性基因(PHR1、SPX、PAP、APA、PEPC、MFS、OsPT2、OsPT6)的表达水平均随低磷处理时间的延长呈逐步增高的趋势;经低磷处理后,所检测的8个基因在仪2434根系中的转录水平均显著高于其在通粳981根系中的转录水平,PHR1、APA、OsPT2在通粳981根系中的表达诱导作用不明显,且仪2434根系组织和根系分泌的酸性磷酸酶活性较通粳981增强更显著,这可能是仪2434较通粳981对低磷胁迫有较高耐性的主要机制之一。

作物对氮素养分高效吸收的根系形态学研究进展

本文综述了近年来与作物对氮素养分高效吸收有关的根系形态学研究情况,简要比较了解释氮素供应诱导作物根系形态变化的几种观点,着重阐述了用氮素诱导碳水化合物定向分配来解释根系变化的合理性和意义,并提出了根系研究在水分、养分效率和植物营养遗传研究中的展望。

基于根系形态及空间分布的甘蔗磷高效吸收特征分析

【目的】以广西为首的亚热带甘蔗主产区由于受到土壤酸化的影响,耕地土壤有效磷普遍缺乏。探究甘蔗根系形态和分布特征的基因型差异及其与磷效率之间的关系,可为从根系构型方面进行甘蔗磷效率的遗传性状改良提供理论基础。【方法】以1个磷高效基因型ROC22(RO)和2个磷低效基因型Co285(CO)、Phil72-445(PH)为材料,设置低磷和正常磷2个处理。通过水培和土培试验比较不同基因型的生长和磷吸收差异;通过水培试验和根系动态观测探究甘蔗根系形态和根系空间分布与磷高效吸收的关系。【结果】水培试验中RO的相对生物量和相对磷积累量分别比CO高54%和131%,比PH高166%和320%,而在土培试验中分别比CO高97%和50%,比PH高232%和96%。低磷处理下,CO和PH的各项根系参数都有所下降,而RO的比根长、比根表面积、比根体积和比根尖数均极显著增加,分别比正常磷高182%、234%、296%和143%。相比正常磷,低磷条件下CO和PH在浅层(0~25 cm)的根长密度分别有少量的增加或减少,浅层根长密度占比较低(42%~44%),而RO在浅层的根长密度增加较多,且浅层根长密度占比较高(51%)。相关性分析结果显示,低磷条件下影响甘蔗生长和磷吸收的关键指标是比根长和浅层根长密度。【结论】磷高效基因型RO通过促进侧根生长,增加单位根系的数量、表面积和体积;调节根系空间分布,增加浅层土壤的根系密度和占比,进而增加根系与土壤磷的接触范围,从表土中吸收更多磷来应对低磷胁迫。

小麦高效吸收和利用磷素的生理机制

以典型的不同磷效率小麦品种为材料,对磷高效小麦品种高效吸收和高效利用磷素的生理机制进行了研究。结果表明,在缺磷条件下,与低效型品种(L)相比,吸收高效型品种(Ha)和利用高效型品种(Hu)较高的籽粒产量,分别与各自较强的磷吸收能力和磷利用效率密切相关。在缺磷条件下,单株次生根数以Ha最多,次生根系粗度(根系半径)和单位土体根系干重均以Ha最大,Hu次之,L最小。在拔节期、抽穗期和灌浆中期的根系TTC还原力、可溶蛋白含量和根系分泌的酸性磷酸化酶(APase)活性均以Ha最高,Hu次之,L最低。随着生长进程,叶片的APase活性不断增加,在缺磷条件下,各测定时期均以Hu最高。可见Ha在磷胁迫下对磷素吸收量的增加,是根系形态和根体构型改变、土壤中难溶性磷活化效率增加的结果;Hu磷利用效率的提高,一定程度上是由于其叶片较高APase活性相对改善植株磷的代谢周转和再利用能力所致。

氮肥处理对氮素高效吸收水稻根系性状及氮肥利用率的影响

2011—2012年在土培条件下,以氮素吸收效率差异较大的15个常规籼稻为供试材料,研究氮肥运筹对不同氮效率品种根系性状、成熟期吸氮量及氮肥利用率的影响,分析影响氮高效水稻氮素吸收的主要根系性状。结果表明:(1)各氮肥处理下,成熟期吸氮量均表现为氮高效品种>氮中效品种>氮低效品种。适量增施氮肥及基肥+促花肥处理有利于氮高效品种吸氮量的增加,氮素吸收受品种、氮肥处理的显著影响。(2)在施氮量处理下,氮高效品种单株不定根数、单株根干重、单株不定根总长大或较大,单株根活力在常氮(N2)、高氮(N3)处理下有一定的优势;在施氮时期处理下,氮高效品种单株不定根数、单株不定根总长、单株根干重、单株根系总吸收面积、单株根系活跃吸收面积、抽穗期冠根比多数处理有优势;增施氮肥有利于促进氮高效品种单株不定根总长和单株根活力的提高,适量施氮有利于单株不定根数、单株根干重增加,前期施氮可促进不定根的发生和伸长,后期施氮有利于不定根的充实和根系生理性状的提高。此外,增施氮肥可提高各类品种冠根比;(3)在常氮、高氮处理下,氮高效品种氮肥利用率大于氮中效、氮低效品种。(4)提高单株不定根数、单株不定根总长、单株根活力及抽穗期冠根比有利于各类品种吸氮量的提高,增加根干重对氮高效品种吸氮量的提高也有显著的促进作用。结合相关分析与通径分析结果,抽穗期冠根比及单株不定根数、单株根活力、单株不定根总长、单株根干重是影响氮高效品种吸氮能力的主要根系性状。

无动力高效吸收-再生技术处理氨氮废水的研究

采用无动力高效吸收-再生技术处理氨氮废水。实验结果表明,吸收液的盐度对氨氮废水的处理效果影响不大。在料液侧pH>11、流速为11.25 L/(h·m^2),吸收液侧pH<2、流速为18.75 L/(h·m^2)的条件下,当进水氨氮为1.2~45 g/L时,可确保出水氨氮<10 mg/L。吸收液以铵盐形式回收,回收率高达99%以上。采用无动力高效吸收-再生技术处理氨氮废水具有运行成本低、资源可回收、操作简单、管理方便以及无二次污染等优点。

国外干法脱硫工艺高效吸收剂的研究与开发

本文介绍了美日两国利用飞灰、石灰消化制备用于干法脱硫高效吸收剂的研究开发过程。简单介绍了ADVACATE工艺和LILAC工艺小型及中间规模试验结果及两种工艺的经济分析。

新型高效吸收器在焦炉煤气脱硫中的应用

论述了焦炉煤气干法脱硫和湿法脱硫的工艺流程和优缺点,着重介绍了京宝焦化公司焦炉煤气湿法脱硫的工艺流程和操作要点,阐述了高效吸收器在脱硫过程中的应用和工作原理,总结了高效吸收器的技术特点和使用效果。通过对脱硫塔进口的高效吸收器系统进行优化升级,增加了脱硫塔脱硫效率的稳定性,避免了因脱硫液脱硫效果降低而影响煤气质量,稳定了后续工段的生产。新型高效吸收器在焦炉煤气脱硫中的应用不仅具有显著的经济效益,而且具有巨大的环保意义。

上海科学家揭开人体细胞高效吸收胆固醇之谜

据2010年12月13日《上海科技报》消息，2010年12月27日美国《国家科学院学报》刊登了中国科学院上海生命科学学院生物化学与细胞生物学研究所宋保亮研究组的研究论文，公布了他们在人体细胞吸收胆固醇机制方面取得的最新成果。他们发现，人体细胞膜上有一种由3个蛋白组成的“载重卡车”，每天不辞辛劳，将大量胆固醇从细胞外运送到细胞内；在缺衣少食的古代，

胆固醇高效吸收机制研究获进展

近日，美国《国家科学院院刊》（PNAS）在线发表了我国科学家关于胆固醇高效吸收分子机制的最新成果。中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究员宋保亮研究组发现．

如何实现“高效吸收”?--一场酵母与硒的完美邂逅!

大家好!我是酵母菌,为人类服务已经有4000多年的历史了!早在4000多年前,修建金字塔的古埃及人便发现了我,最大的用途是发酵松软可口的面包作为主食。在中国,古代的人们用“酒曲”酿造美酒,但当时的人们并不知道,其实是我--酵母菌,在其中发挥了重要作用!

高效吸收剂概要

高效吸收剂概要吸收性纤维用在从毛巾到外科手术用海绵制品的范围已有多年了。最初，这些产品单独用纤维作为它们的吸收材料，液体的传递主要是通过这些吸收剂的毛细作用来完成，而纤维没有任何显著的膨胀。在这个领域，发生在７０年代初的几项重大发现，揭示了新的一类叫...

植物净化器高效吸收室内毒气

我们都知道,新房装修好后需摆放一些绿色植物来吸收其中的有毒气体。根据这样的生活常识,法国设计师马修·勒安奈尔发明了一种外形特别时尚的植物净化器。这种净化器不仅可以作为家里的独特装饰品,而且它净化空气的效果比一般的盆栽植物要好得多。

富硒酵母:高效吸收的新食品原料!

从前文“食物含硒量”的数据中我们不难发现——天然食品中的硒含量普遍较低,仅靠天然食物中的硒并不能满足人体的正常需要。同时,硒和砷(俗称砒霜)是伴生元素,天然富硒食物往往含砷量较高。

发现调控水稻高效吸收利用氮素的“闸门”

最近,从南京农业大学获悉中国工程院院士、该校水稻遗传育种创新团队带头人万建民团队首次在分子遗传学层面阐明了过量施加氮肥导致水稻无效分形成的机理,从水稻自然群体中发掘出能高效吸收利用氮素的单倍型转录因子OsGATA8-H。同时,团队结合基因编辑和回交育种技术,创制了高效吸收利用氮素的水稻品种材料。相关成果发表在国际学术期刊《自然遗传学》上。

焦炉烟气低温定量氧化耦合+强化吸收脱硫脱硝中试研究

山西焦化集团有限公司6座焦炉均采用“干法+半干法”脱硫脱硝技术,运行状况良好,但脱硫脱硝成本较高。通过技术合作,基于国内现有焦炉烟气低温湿法脱硫脱硝工艺进行优化改进,针对焦化行业特点在1套10000m^(3)/h中试试验装置中开展了低温定量氧化耦合+强化吸收同时脱硫脱硝研究——研究NO低温分段定量氧化和同步脱硫脱硝最佳工艺条件、开发高效吸收净化系统等,从而开发出了一套焦化烟气低温定量氧化耦合+强化吸收脱硫脱硝技术。本技术利用焦化废水(剩余氨水)进行洗涤、喷淋,同步实现脱硫脱硝,处理后的焦炉烟气可达到超低排放标准,由此开辟了一条低成本、高效率的焦炉烟气脱硫脱硝技术路线,可广泛应用于独立焦化企业焦炉烟气治理。