第１期总第２４７期 农业科技与装备 Ｎｏ．１ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２４７ ２０１５年１月 Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｊａｎ．２０１５ 植物对钾吸收及利用的研究进展 陈佳广 （义县植物保护站，辽宁锦州１２１１００） 摘要：从植物对钾的吸收及利用差异、植物对钾吸收效率的遗传特性、植物对钾高效基因型筛选３个方面，探讨植物对钾吸收及利 用的研究进展．为充分利用植物对环境的遗传多样性开展钾高效植物基因型筛选、解决我国钾素缺乏问题提供参考。 关键词：钾；植物；吸收；利用；遗传 中图分类号：￥３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—１ １６１（２０１５）０１—０００５—０２ 自２０世纪８０年代以来。我国北方地区农田钾素 的钾素利用效率。结果表明：高效品系９８比低效品系 收支严重不平衡。钾肥供应不足，有机肥用量下降，秸 ９４的干物质产量多７９％，供钾充足时（２００ ｍｇ／株）产 秆还田比例太小以及高产新品种的推广使用，增加了 量相近；在低钾胁迫条件下，２个高效品系和２个低 作物对钾素的需要量和移出量。导致土壤中钾素耗竭 效品系的 吸收量没有明显差异，但一定量的钾所 日趋严重。土壤缺钾面积逐渐扩大，在部分地区成为 产生的干物质在高效系与低效系之间差异明显。钾高 农业生产进一步发展的因素。 效系的相对平均钾利用效率为３１０．而钾低效系相对 使植物适应环境是缓解我国钾肥资源短缺的新 钾利用效率为１５６。Ｇｅｆｌｏｆｆ和Ｇａｂｅｌｍａｎ对菜豆不同 对策之一。我国具有丰富的野生植物资源，充分利用 基因型进行研究。结果表明：在低钾条件下能正常生 植物对环境的遗传多样性，广泛开展钾高效植物基因 长的品种对体内ｌ（＋的利用效率比不能正常生长的品 型筛选，同时建立钾高效植物基因库，运用常规育种 种高．而在 吸收与转运方面没有明显差异。 和现代育种技术、酶工程、基因工程等生物技术培育 ２植物对钾吸收效率的遗传学研究 出新的钾高效优良品种，是解决我国钾素缺乏问题的 Ｅｐｓｔｅｉｎ等早在２０世纪６Ｏ年代就认为植物钾效 有效途径。 率是可遗传性状。Ｓｈｅａ在低钾条件下对菜豆品系进 １ 植物对钾的吸收及利用差异研究 行钾高效筛选，然后对高效品种和低效品种杂交后代 早在２０个世纪７０年代。研究者就发现不同种类 分离情况进行分析。结果表明：钾高效品种和低效品 植物对ｌ（＋的吸收和利用存在很大差异。Ｗｉｌｄ等采用 种之间只有单基因差异。即用Ｋｅ代表有效位点，钾 流动培养和砂培法观察不同种类植物在吸钾效率方 高效菜豆基因型之间杂交Ｆ１代有同型结合的隐性的 面的差异，结果表明，植物种类间保持最大生长速率 ２个有效位点（ＫｅＫｅ）。随后，Ｓｈｅａ等将在低钾下筛选 所需的最低Ｋ 浓度相差１．５倍。Ｄｅｓｓｏｕｇｉ等对春小 得到的２个钾高效品系和２个钾低效品系进行杂交， 麦、大麦和糖用甜菜进行钾效率研究，结果表明，在钾 其狭义遗传力大于６０％。 缺乏条件下。小麦比大麦和甜菜有较高的钾效率。但 随着研究的深人，人们发现钾效率是具有数量性 是，这种不同种类植物对钾吸收和利用差异的研究对 状的特征。用Ｇａｍｂｌｅ方法评估各基因型效应．表明 实际的指导作用不大，而同种植物不同品种间钾效率 番茄品种之间耐低钾营养差异主要由加性和显性基 吸收差异日益受到研究者的关注。 因控制。Ｍａｋｍｕｒ等认为，番茄钾效率受多基因控制， 早在１９６８年。Ｓｈｅａ等就发现大豆基因型间吸钾 基因间存在加性效应。Ａｎｄｏｎｏｖａ和Ｋｏｖａｃｅｖｉｃ的研究 能力在低钾条件下相近，而在高钾下相差２倍。 表明，玉米杂交种吸收积累钾的能力受其亲本遗传影 Ｄｕｎｌｏｐ和Ｔｏｍｋｉｎｓ的研究表明，黑麦草不同基因型植 响，其子代穗叶中钾含量主要受父本遗传控制，但其 株的Ｋ＋ｊ专运速率差异可达２００％一２５０％，这主要由 遗传规律仍是相当复杂的。 吸收速率不同所致。Ｍａｋｍｕｒ等采用溶液培养的方法， 倪晋山和安林舁分析杂交稻（Ｆ ）及其亲本幼苗 研究１５６个番茄品系在Ｋ 为５ ｍｇ／株的胁迫条件下 Ｉ（＋吸收的动力学参数，发现杂交水稻吸收Ｉ（＋的最大 速率均大于亲本，而养分吸收速率达最大吸收速率 收稿日期：２０１４—０７—１２ 半时的底物浓度则低于亲本，由此说明杂交稻吸钾效 作者简介：陈佳广（１９６３一），男，副高级农艺师，从事植物病虫 率表现出杂种优势。 害、杂草和鼠害防治工作。 李共福的研究表明，水稻耐低钾具有数量遗传特 ６ 农业科技与装备 ２０１５年１月 征。以产量为耐低钾指标时，其广义遗传力为２０．Ｏ％～ 基因型大豆在缺钾症状上表现出正常、轻、中、重的差 ５０．０％，以苗期干物质量为耐低钾指标时，其广义遗 异，而不同基因型不同生育时期对低钾的耐性亦明显 传力为１６．２％～４６．５％，狭义遗传力为１８．０％～４３．７％。 不同，其中苗期差异最大。 Ｆｉｇｄｏｒｅ等应用番茄的Ｆ 、Ｆ 和回交群体分析钾 郭强等对６Ｏ个杂交玉米组合钾素的吸收利用进 利用效率，发现其属于多基因遗传，且遗传力很低，存 行分析．确认不同玉米基因型对钾素营养吸收、利用 在着加性、显性以及加性×加性等上位效应。 的差异很大，且钾吸收效率高是获得高产的原因之 ３植物对钾高效基因型筛选的研究 Ｏ 研究者在进行植物钾高效基因型筛选过程中所 王娇爱等的研究表明。在供钾不足时。不同小麦 采用的方法及评定标准不尽相同。 基因型对钾的吸收存在显著差异，而在供钾充足时吸 周贤芬等对５４个晚稻品种进行对比鉴定，认为 收钾的能力差异较小。由此认为在缺钾土壤中，不同 品种对低钾的耐性有明显差异。在同样的缺钾条件 小麦基因型吸收矿物钾的量是筛选其耐低钾能力的 下．耐性好的品种不施钾肥产量变化不大．耐性差的 重要指标。这与Ｓｈｅａ的研究结论相反。可见，研究的 则减产基至严重减产。在此基础上，根据品种丰产性 作物不同，结果有时会不一样。 和耐低钾性，将试验品种分成高产耐低钾、高产不耐 刘国栋等在籼型杂交稻耐低钾基因型筛选试验 低钾、耐性好但丰产性不理想、丰产性好但耐性不好 中发现．与常规稻相比．杂交稻在吸钾速率和生物量 ４种类型。关于筛选方法，研究认为以产量结果为评 方面具有非常显著的优势，但在钾素利用效率方面却 定主要依据即简单又可靠，适用于基层对现有品种的 基本没有优势。此外，杂交组合的高效利用钾素还与 筛选鉴定。并认为苗期缺钾症状如斑点、苗高等虽与 亲本之间的配合力密切相关。 耐性有一定联系，但没有达到显著相关，不能作为筛 项虹艳采用盆栽法在缺钾和施钾条件下对５０个 选的依据。植株含钾率与品种耐性有一定的相关，当 早稻品种和４７个晚稻品种进行耐低钾筛选试验。其 缺钾时，植株含钾率低的，一般耐性较差，而含钾量高 试验结果表明，不同水稻品种耐低钾能力差异很大， 的耐性较好。故植株含钾量可作为评价品种耐性的一 低钾条件下产量性状好，吸钾量、钾利用指数、钾经济 项指标。 效率比高的品种属于较耐低钾品种。 王永锐等的研究结果认为．采用Ｙｏｓｈｉｄａ营养液 赵学强等对不同基因型小麦钾离子吸收动力学 培养，以分蘖期植株形态、干物质量为指标，是准确筛 进行分析．结果表明：采用不同钾营养状况小麦ｌ＜＋吸 选高耐低钾基因水稻品种的有效方法；由抽穗、结实 收动力学参数 和 对不同基因型小麦钾效率分 状况分析测定结果．可确认采用矿质营养水培法筛选 类。结果与筛选不同基因型小麦的钾效率特征相一 高耐低钾品种具有科学性、准确性和实用性。 致，Ｋ 和，眦可用来评价和筛选高效吸钾基因型小 唐劲驰等将５２个不同基因型大豆在低钾土壤上 麦。 种植，发现大豆对低钾存在明显的基因型差异。不同 参考文献 ［１］ＤＥＳＳＯＵＧＩ Ｈ Ｅ，ＣＬＡＡＳＳＥＮ Ｎ，ＳＴＥＩＮＧＲＯＢＥ Ｂ．Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ，ｂａｄｅｙ ａｎｄ ｓｕｇａｒ ｂｅｅｔ ｇｒｏｗｎ ｏｎ ａ Ｋ ｉｆｘｉｎｇ ｓｏｉｌ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ｎａｄ Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００２，１６５（６）：７３２—７３７． ［２］安林异，倪晋山．耐低钾水稻的钾营养特性［Ｊ］．植物生理学通讯，１９９５，３１（４）：２５７—２５９． ［３］赵学强，介晓磊，李有田，等．不同基因型小麦钾离子吸收动力学分析ＥＪ］．植物营养与肥料学报，２００６，１２（３）：３０７—３１２． ［４］项虹艳，丁洪，郑金贵，等．耐低钾水稻品种的筛选［Ｊ］．江西农业大学学报，２００４，２６（３）：３３８—３４４． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｌａｎｔｓ ｔｏ Ｋａｌｉｕｍ ＣＨＥＮ Ｊｉａｇｕａｎｇ （Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｔ￣ｉｏｎ ｏｆ Ｙｉ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｊｉｎｚｈｏｕ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １２１１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ｔｏ ｋａｌｉｕｍ ｆｒｏｍ ３ ａｓｐｅｃｔｓ：ｐｌａｎｔｓ’ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｋａｌｉｕｍ，ｇｅｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ’ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｏ ｋａｌｉｕｍ ａｎｄ ｐｌａｎｔｓ’ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｇｅｎｏｔｙｐｅ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｔｏ ｋａｌｉｕｍ，ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｌａｃｋｉｎｇ ｋａｌｉｕｍ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｂｙ ｆｕｌｌｙ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｐｌａｎｔｓ’ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｔｏｗａｒｄｓ ｅｎｖｉ‘ ｒｏｎｍｅｎｔ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ ｋａｌｉｕｍ ｈｉｇｈ ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ ｇｅｎｏｔｙｐｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｋａｌｉｕｍ；ｐｌａｎｔｓ；ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｇｅｎｅｔｉｃ
