摘要: 磷是植物生长必需的营养元素，因而土壤磷有效性低会导致作物减产。如何提高磷利用效率，提高作物抵御缺磷胁迫的能力对保障粮食安全有着重要的意义。长期的进化赋予了植物对缺磷胁迫的一系列适应性策略，主要包括改变根系在土壤中的分布、改变根系分... 展开 磷是植物生长必需的营养元素，因而土壤磷有效性低会导致作物减产。如何提高磷利用效率，提高作物抵御缺磷胁迫的能力对保障粮食安全有着重要的意义。长期的进化赋予了植物对缺磷胁迫的一系列适应性策略，主要包括改变根系在土壤中的分布、改变根系分泌物的组成、与菌根伙伴建立共生关系等外部吸收策略，以及改变质膜组成、降解核酸等内源磷的再利用策略。近期的研究表明，细胞壁所固定的磷在植物缺磷时可以作为一个重要的磷库，细胞壁磷的再利用提高了水稻在缺磷胁迫下适应性生长的能力。 腐胺(Putrescine，Put)作为一种植物生长发育的调节剂，参与了植物对多种生物及非生物胁迫的应答过程。然而腐胺是否参与了水稻缺磷胁迫的过程，是否促进了缺磷水稻细胞壁磷的再利用过程，这些问题仍未得到充分的研究。为此，本实验以前期发现的磷利用效率不同的粳稻品种Nipponbare(Nip)和籼稻品种Kasalath(Kas)为实验材料，采用营养液水培的方式，探究了缺磷对内源腐胺含量变化，外源腐胺对水稻总磷、可溶性磷、根系形态、细胞壁磷的活化、磷从根向地上部的转运过程的影响，以期揭示腐胺提高缺磷水稻内源磷再利用的细胞壁机制，为外源腐胺应用于农业实际生产提供理论支持。本研究的主要结果如下: 1.缺磷处理7d显著增加了Nip和Kas根系内源腐胺含量;在缺磷条件下外源添加0.001mM、0.01mM和0.1mM腐胺增加了Nip和Kas的生物量，其中0.1mM腐胺显著提高了Nip的可溶性磷含量;缺磷条件下外源添加0.1mM腐胺显著减缓了Nip根毛伸长的趋势，说明腐胺确实参与了水稻对缺磷胁迫响应，而以0.1mM这个浓度为最适浓度。 2.缺磷条件下，外源添加0.1mM腐胺显著降低了Nip根细胞壁的磷含量，提高了根细胞壁果胶含量和果胶甲酯酶(pectin methylesterase，PME)活性，促进了根尖NO的积累。而在外源添加NO清除剂c-PTIO后，腐胺所缓解的Nip缺磷症状消失。说明腐胺依赖于NO促进了Nip根细胞壁磷的活化过程。 3.缺磷条件下，外源添加0.1mM腐胺提高了Nip地上部总磷和可溶性磷含量，提高了木质部汁液中磷的含量;基因表达量的结果表明，外源0.1mM腐胺进一步上调了OsPT2和OsPT8，促进了磷从根向地上部的转运。 收起