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试验以浙江大学原子核农业科学研究所通过200 Gy的60Co-γ射线处理玉米自交系X178并经多代筛选获得的稳定的低植酸玉米突变体(LPA)为材料,以对应的野生型作为对照(CK),分别于2008年和2009年在浙江大学华家池校区实验农场进行了低(0.3125mmolP/L)、中(1.25mmolP/L)、高(5mmolP/L)三个磷(P)水平(分别表示为低P、中P、高P)的营养液培养试验。观测比较了生育期、株高、叶面积、光合速率、水分吸收量、水分利用效率及Ca、Mg、Zn、K等矿质元素的吸收量,测定分析了不同器官干重、植酸含量、植酸酶活性及矿质元素含量等指标。获得的主要研究结果如下:
(1)与对应的野生型相比,LPA玉米突变体的播种-抽雄与播种-吐丝时间延长;个体变小,表现为株高略有降低,地上部与地下部生物量明显减少,叶面积显著变小;根冠比较高;单位叶面积的净光合速率增加。低P浓度处理的玉米植株抽雄、吐丝时间最早,植株高度最高,叶面积最大,而光合速率显著低于高P和中P处理;生育早期低P处理的地上部干重高于高P处理,但到生育后期表现为相反趋势;地上干重对P水平的反应野生型表现较为敏感。
(2)LPA玉米突变体的叶片、叶鞘、茎杆各部分的植酸含量以及全株平均植酸含量均极显著低于野生型,不同P水平处理间均有高P>中P>低P。野生型玉米的植酸含量对P水平反应更为敏感。
(3)LPA玉米突变体叶片、叶鞘、茎杆各部分的植酸酶活性均极显著高于对应的野生型,不同P水平处理间表现为高P>中P>低P。
(4)LPA突变体的植株平均吸水量和水分利用效率都低于野生型;不同P水平之间总体表现为中P处理的植株吸水量最大,水分利用效率最高;野生型的植株平均吸水量、LPA突变体的水分利用效率对P水平的反应相对较敏感。
(5)LPA玉米突变体对Ca、Mg、Zn、K元素的吸收量均低于对应的野生型;不同P浓度处理之间均表现为中P浓度处理对Ca、Mg、Zn、K的吸收量最大。
LPA玉米突变体叶、鞘、茎各部分的Ca、Mg、Fe、Zn、K含量均高于野生型。不同P素水平之间,Ca含量为高P>中P>低P(除6月21日的叶片部分外);Fe含量在叶片与叶鞘中为高P>中P>低P,茎中为中P>高P>低P;Mg、Zn、K含量、矿质养分全株平均含量以及各矿质养分单株积累量均表现为高P>中P>低P。除茎中Mg、Fe和Zn在中P条件下积累较多外,其他器官各矿质营养的积累表现为高P>中P>低P。