磷效率差异基因型水稻的筛选及其生理机制解析开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

研究意义

磷是作物生长发育和产量形成过程中必需的大量元素之一。土壤中含有较多的磷元素，但绝大多数不能被作物直接吸收利用（akhtar m s, oki y, et al. 2008），能被植物吸收利用的有效磷的浓度一般都很低，中国目前土壤有效磷含量平均仅为12.89mg/kg（王永壮,陈欣等，2013）。此外，磷在土壤中移动性很差，作物根系一般只能吸收距根表面1~2mm以内的有效磷，这就造成了普遍的土壤缺磷现象（gregory p j, hinsinger p et al.1999）。据统计，我国有2/3的耕地缺磷（李继云,刘秀娣,周伟,等)，因此土壤中的磷素不足是作物产量提高的主要限制因素之一。施加磷肥是解决土壤磷素不足的有效途径，但是随着化肥施用量的快速增长，水稻养分利用效率却在逐年下降。过量施用肥料的直接后果是养分利用效率的降低，矿产资源的过度开采和巨大浪费，更造成严重的环境污染（如磷肥的过量施用导致水体富营养化）。磷矿资源的匮乏，磷肥利用效率的低下以及过多施用磷肥所引起的环境污染问题都促使科研工作者去探索新的解决途径。水稻是中国乃至世界的主要粮食作物，随着世界人口的增加、耕地面积的减少和人们生活水平的迅速提高，生产高产优质的水稻已成为农业生产关注的重要问题之一（朱德峰等，2012）。人们越来越重视研究和改良水稻磷素利用的遗传潜力，从根本上提高水稻对肥料的利用效率（严小龙，1997；张西科等，1993；张福锁等，1995；张福锁，1993）。 所以，研究水稻对磷素营养的吸收特性，不同水稻品种磷效率的差异不仅对选育磷高效品种具有重要理论研究价值，对资源的合理应用以及环境保护也有重大的经济和社会意义。

国内外研究概况

2. 研究的基本内容和问题

研究目标

在不同磷浓度处理下，通过对不同品种磷浓度、磷效率、相关基因的表达以及各种生理指标的比较，选出几个磷效率高的品种。本研究挑选部分磷效率差异显著的水稻品种，通过研究这些品种对于磷吸收、分配和再分配特征的差异，来对磷效率差异基因型水稻相关的生理机制进行进一步的解析和说明。

3. 研究的方法与方案

技术路线

实验方案

4. 研究创新点

近些年有实验验证了不同基因型的水稻间磷效率存在显著差异，但是潜在的机制却鲜有报道。

本研究挑选部分磷效率差异显著的水稻品种，通过研究这些品种对于磷吸收、分配和再分配特征的差异，来对磷效率差异基因型水稻相关的生理机制进行进一步的解析和说明。

为从根本上提高水稻对肥料的利用效率提供依据。

5. 研究计划与进展

2020.4.1-2020.4.15：将筛选出的磷效率差异显著的水稻品种，以水培的方式进行第一批苗期生理试验，用作测定磷吸收量和生物量等的实验材料。

2020.4.16-2020.4.30：进行第二批培苗，用作测定磷的再分配实验材料。

2020.5.1-2020.5.15：进行第一批苗数据的测定。