摘要
土壤磷素缺乏是农作物生产和产量的一个重要限制因素。大豆作为一种“喜磷”作物，受低磷胁迫的影响更为严重。土壤中的磷素易被吸附形成难溶性磷，造成土壤有效磷含量低，是导致磷缺乏的主要原因。在课题组前期对大豆根系表型组学系统研究的基础上，本论文借助半水培根系表型性状动态观测系统，分析了40个大豆基因型的根系对低磷胁迫（10μM）的响应，评价了各基因型的磷效率，并筛选出不同的磷效率基因型（第二章）；在此基础上，采用根箱技术和丛枝菌根（AM）真菌接种技术，进一步研究了两种磷效率不同的大豆基因型对低磷胁迫（低磷土壤不施磷）的响应，探讨了AM真菌在大豆应对低磷胁迫方面的作用（第三章）。研究取得的主要结果如下： （1）移栽49天后，40个大豆基因型的根系形态差异显著，在总根长、根干重和根表面积等根系形态性状上有较大变异系数（CV＞0.3）；其中，根系长度变化范围为11.9?114m（平均52.6m），根系干重变化范围为0.063?1.01g（平均0.39g）。磷处理与基因型在总根长、根干重和根表面积等性状上有显著的交互作用（P＜0.05）。低磷胁迫显著抑制了低磷敏感基因型（如#33，PI561271），总根长最大减幅51%；却促进了低磷耐受基因型（如#38，lee）的根系生长。低磷耐受基因型通过调整根系表型性状，包括增加根长、根干重和根表面积提高磷获取能力，是其适应低磷环境的重要响应。 （2）通过总生物量、总根长、株高、总磷含量、生理磷利用效率和磷有效比等6个性状，评价了40个大豆基因型的磷效率，筛选出3个磷高效基因型（滁豆1号、usp/118和苏鲜21）和18个磷低效基因型（PI603713、nilzz1AA和PI561271等）。在低磷条件下植株磷浓度与总生物量及总根长均呈显著负相关；在高磷条件下与总根长呈显著正相关（P＜0.05）。磷高效大豆基因型通过降低植株磷浓度、提高磷利用效率，以维持自身生长发育，这是磷高效大豆基因型对低磷胁迫的生理响应。 （3）接种AM真菌显著提高了大豆的磷吸收效率；地上部和根系的磷含量和磷浓度显著增加；并显著促进了根系的生长，总根长和根干重均有不同程度的增加。在低磷条件下，接种AM真菌显著提高了大豆叶片的光合速率，增加了大豆的地上干重；并促进了大豆根系的结瘤（P＜0.05）。AM真菌在大豆抵御低磷胁迫中发挥了重要作用，特别是磷高效基因型（苏鲜21）的接种效应更为显著。 本研究揭示了大豆根系表型和生理性状对低磷环境的适应性，评价了不同表型性状的大豆基因型的磷效率；揭示了接种AM真菌对大豆响应低磷胁迫的积极作用。本研究成果为进一步探讨大豆对低磷胁迫的响应机制及磷高效高产大豆品种的选育，提供了一定指导。
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