柱花草对低磷胁迫的响应及磷效率遗传基础研究

柱花草(Stylosanthes spp.)是我国南方热带亚热带地区最有价值的多年生豆科牧草和饲料植物资源之一，在我国南方广大酸性缺磷红壤区广泛种植。酸性红壤有效磷含量低是限制柱花草生长的重要因素。如何满足柱花草的磷素营养需求成为柱花草生产的关键问题。本研究通过不同基因型柱花草品种对低磷胁迫的响应研究，确定柱花草磷吸收利用的基因型差异，筛选出适应低磷红壤环境的磷高效基因型。鉴定磷高效基因型的形态和生理生化特性，为选育磷高效柱花草品种提供科学依据。利用常规育种与分子标记技术相结合，研究柱花草磷高效性状遗传特点和规律，绘制柱花草分子遗传连锁图谱，可为柱花草磷效率基因的定位与克隆提供基础。该项研究对于高效利用环境资源和发展我国南方低磷红壤区畜牧业生产意义重大;可填补我国热带亚热带豆科牧草磷高效品种资源研究的空白；其研究成果可为柱花草的种质保存和遗传利用提供理论依据和基因资源。

柱花草在我国乃至世界热带亚热带饲草生产体系中占有重要的地位，近年来土壤有效磷不足严重限制了柱花草产量和可持续生产。植物生物技术的发展，为获得柱花草磷高效基因型开辟了新途径，研究柱花草磷营养高效的遗传机理，通过遗传改良的方法培育柱花草磷高效品种对促进热带畜牧业持续稳定的发展、实现磷资源的可持续利用有着重要的意义。本项目采用不同柱花草磷效率基因型为试验材料，通过砂培、水培、盆栽和大田试验，对参试柱花草磷效率基因型进行鉴定分类，筛选出磷效率具有显著差异的柱花草基因型；通过不同柱花草磷效率基因型的形态学特性研究,阐明了柱花草为完成自身的生物学进程而适应低磷胁迫的形态学特征；通过对筛选所获得的柱花草磷效率基因型根构型、有机酸分泌类型和数量等生理生化性状的分析研究，阐明了磷高效柱花草适应低磷胁迫的生理机制；通过开展低磷胁迫下柱花草亲本及杂交后代农艺性状和磷效率表型值的遗传分析研究,阐明了柱花草磷效率遗传基础。研究成果可为柱花草磷高效品种资源研究和遗传利用提供理论依据和基因资源。项目已发表论文4篇（SCI收录3篇），培养硕士研究生3名，较好地完成了各项计划内容，获得了预期研究成果。