低磷胁迫下转OsPT6转基因菜用大豆新材料特性鉴定开题报告

1．研究意义

菜用大豆，又称毛豆或青毛豆，属大豆科，大豆属，栽培大豆[Glycine max (L.) Merr.]，日本称枝豆，荚色呈翠绿时采青食用的大豆总称，广义地说也包括菜用的成熟有色豆子粒（盖钧镒等，2002），属大豆的专用型品种，为一种营养丰富、经济效益高的蔬菜。菜用大豆籽粒富含蛋白、脂肪、矿物质和多种维生素，且有一定的淀粉和糖分，营养价值高、口感好，是当今公认的无公害或少污染的安全保健食品，深受亚洲国家，尤其是日本及我国东南沿海省份民众的青睐，是人们受欢迎的蔬菜种类，是我国的特产之一。在我国各大产区均有栽培，尤以长江中下游地区和东南沿海一带为多，并有悠久的种植历史。

我国有2/3 耕地缺磷（鲁如坤， 1988），因此有关低磷胁迫对大豆的影响，前人做了大量的工作，低磷胁迫下，大豆根长、根表面积和根体积均比正常供磷条件下增加（王应祥等， 2003），而大豆叶片含水量和地上部分生物量显著降低，水分饱和亏缺和根冠比增大（王旭明等， 2010），低磷胁迫还会显著降低大豆的叶绿素含量，进而导致其光合速率与蒸腾速率的下降（钟鹏等， 2009）。低磷胁迫降低了大豆的磷吸收效率，而增加了大豆的磷利用效率（王树起等， 2010）。因此，选育利用磷高效的作物基因型，充分挖掘优良基因型的遗传潜力，对有效利用土壤中固定态磷，提高作物对磷肥的利用效率，保护资源和环境具有重要意义。

2.研究现状

磷素较低的可利用性是限制农业发展的一个全球性问题（Tiessen, 2008; Snchez -Caldern et al., 2010）。为了弥补N和P的不足和保持作物产量，每年大概施用1000万吨的氮肥和400万吨的磷肥。然而高达60%的氮肥和80%的磷肥因为较低的利用效率而没有被作物吸收。和氮不同的是，磷矿是一种不可再生的，在不久的将来将会消耗殆尽(Cordell et al., 2009)。随着全球人口的增加，食物和能源的需求也在增加，集中大规模的施用肥料以及自然资源的过度消耗已经产生许多环境问题(Domagalski et al, 2007)。土壤中磷的流失进入水体中，磷的富集可导致水体的富营养化，在磷肥生产及施用过程中也往往带来重金属如镉的污染问题等（廖红, 2000）。因此，改善作物对磷素的吸收和利用对生态和经济都具有重要意义。在低磷环境下，开发有效固氮的豆类植物对减少氮肥、磷肥的施用以及增强农业的可持续性很重要。

吴明才等(1999)也研究表明，磷主要增加了固氮酶、硝酸还原酶的活性，有利于种子氨基酸、蛋白质的积累，促进了大豆形态建成。缺磷胁迫条件下，大豆根瘤固氮能力显著下降，主要表现为固氮酶活性和豆血红蛋含量的下降，从而造成大豆根瘤固氮效率的降低；缺磷胁迫还导致了大豆固氮量的降低，固氮量随着磷水平的增加表现为上升的趋势，随着大豆生育时期的推进，根瘤同氮量表现为先增加后降低再增加的变化趋势，而且无磷与高磷以及低磷与高磷处理间均达到了5%显著的差异水平（王树起，2009）。缺磷对豆科作物生长和结瘤固氮的影响，国外学者进行了大量的研究，但多集中在对羽扇豆、三叶草等豆科作物上，对大豆的研究较少。大量学者的研究表明，磷胁迫会影响大豆植株生长，对磷素的吸收，根瘤数量，根瘤质量，固氮酶活性及产量（Vance et al., 2000; Cassman, 1993; Tsvetkova and Georgiev, 2003）。缺磷显著限制大豆、菜豆、绿豆根瘤的生长和固氮能力(Kouas et al., 2005; Le Roux et al.,2009；Chaudhary et al., 2008;Hernndez et al. , 2009)。缺磷几乎不影响根瘤中磷的积累，为了维持大豆植物的生长和高固氮效率，大豆根瘤保持着接近稳定的Pi浓度，说明根瘤是大豆体内磷素的主要贮存器官。

因此，了解大豆磷素的详细稳态机制以及磷转运蛋白基因在根瘤中的作用，为在低磷条件下提高生物固氮提供有价值的理论依据和方法。创新采用大豆耐低磷胁迫新种质，培育新型磷高效利用菜用大豆新品种，对于增强低磷胁迫条件下植物的吸磷和提高磷效率，缓解土壤缺磷现象，提高菜用大豆产量具有重要意义。

参考文献

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