作者:冯固等 来源:《农业科学学报》 发布时间:2023/3/31 11:42:19
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科学家建议重新调整未来棉花育种方向

 

近日,中国农业大学资环学院冯固教授课题组和新疆农业大学资环学院等单位研究发现,我国现在棉花品种选育弱化了菌根共生体的作用:相对于老品种,新品种从菌根吸磷途径获益更低。他们建议,未来棉花育种方向需重新调整。研究结果在《农业科学学报》(英文)(Journal of Integrative Agriculture,JIA)发表。 

以碳换磷,绿色生产。JIA供图 

棉花是菌根营养型植物,即:棉花可以从根系和菌根两个途径从土壤中获取矿质营养,尤其是磷。根系吸磷途径和菌根吸磷途径对棉花磷营养的贡献受到土壤供磷强度的影响。以往的研究对棉花如何吸收磷的方式(根系吸磷途径和菌根吸磷途径)关注较少。

该研究团队选用1950年至2013年在中国西北地区被农民广泛使用的8个棉花品种,在3种磷供应的水平下解析了接种丛枝菌根真菌对棉花的生长和11个根系性状特征的影响。研究发现:与老品种相比,新品种的根系直径更细,地上部吸收的磷更少,苗期生物量更低。在较低和中等土壤供磷强度磷水平下,菌根真菌提高了棉花植株吸磷量,促进了生物量的增加;而在高磷水平下,接种菌根真菌的棉花其植株比不接种的植株吸磷量虽然增加,但是两个处理之间的生物量并没有显著差异。

这一结果暗示着过去的棉花育种过程选择了具有更细根系的品种,这导致了根系为菌根真菌定殖的皮层空间更少,因而增加了棉花品种对磷肥施用量的更高依赖。研究结果支持了植物获取磷的外包模式(即借助菌根途径)在根系经济学空间框架中的重要性。

另一方面,在过去的几十年里,棉花品种选育无意中使得棉花的根系趋向于变得更细、从菌根途径获益更低,导致了在中等磷条件下,新棉花品种的植株生物量小于老品种。

这也意味着未来需要调整棉花育种方向,以实现在中低磷肥投入的情况下获得高产。解决这一问题的可行解决途径是:棉花品种选育策略必须考虑在根系自身吸收磷的能力与发挥菌根吸磷能力之间的权衡。(来源:中国科学报 李晨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.jia.2022.08.004

 

 
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