高效利用土壤磷杉木基因型的筛选研究

1、主要研究内容 针对杉木连栽生产力下降和二代更新困难的现实，本项目在国家自然科学基金、国家林业局“948”、教育部博士学科点基金等16个项目资助下，历时12年，全面研究了不同栽植代数、不同立地、不同林龄、不同地理种源、不同无性系等杉木林的磷素利用特征 利用英国和瑞典引进野外磷高效利用林木基因型的筛选技术，进行磷高效利用杉木基因型的初步筛选 在收集和营建不同磷效率特征的杉木种质资源库基础上，利用具有自主知识产权的异质磷控释砂培胁迫模拟装置技术，在国内首次筛选出耐低磷的杉木基因型，系统揭示磷高效利用杉木基因型对磷胁迫的感受机制、适应机理及根系觅磷策略，对于充分挖掘杉木高效利用土壤磷的内在潜力和缓解杉木人工林连栽生产力下降具有重要的学术价值和实践意义。 2、技术经济指标 （1）系统提出了不同类型杉木人工林的磷素利用特征，建立杉木杂交种及种子纯度鉴测体系和ISSR指纹图谱，率先收集了全国不同养分利用类型的杉木种质资源200多份，营建种质资源库5公顷。 （2）率先揭示了磷素高效利用杉木基因型适应环境磷胁迫的内在机制 首次发现了磷胁迫对杉木根系觅磷策略的启动有明显诱导作用 揭示了磷素高效利用杉木基因型对磷胁迫的感受机制及其适应机理。 （3）在国内外首次研制出的异质磷控释砂培胁迫模拟装置技术，解决了林木根系在胁迫条件下难以观测的技术难题，揭示出磷高效利用杉木无性系根构型的形成机制。 （4）率先阐明磷高效利用杉木基因型感受土壤有效磷缺乏的内在机制，确证了根系是杉木感受低磷环境胁迫的部位，揭示钙在杉木根系形态、生理可塑性方面的诱导作用机制，具有重大创新。 （5）在国内首次筛选出耐低磷的杉木基因型，在杉木产区得到广泛推广，在连栽退化地上可比传统杉木生长提高10～15%，提高对林地土壤磷利用率4～6%。