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钼是植物必需的微量元素之一。不同作物对钼的需要量和吸收能力不同,因此植物钼营养存在基因型差异。钼高效品种97003和钼低效品种97014在干物质量、产量、钼含量及累积量、含钼酶及其调控过程等方面均存在显著差异。本文在已有研究的基础上,通过盆栽、根箱及营养液培养实验,应用生理生化研究技术,深入研究了两个冬小麦品种对钼吸收利用的差异及其调控机制。主要结果如下：1.研究了两个冬小麦品种根际过程对土壤钼生物有效性影响的差异。结果表明：缺钼条件下,两个冬小麦品种根区土壤有效钼含量显著高于不种植物的对照,且显著高于非根区土壤；施钼条件下,两个冬小麦品种根区土壤有效钼含量显著低于不种植物的对照,且显著低于非根区土壤。说明在缺钼条件下,冬小麦能够通过根系活化土壤钼以适应缺钼胁迫。缺钼条件下,两个冬小麦品种根区土壤pH显著高于不种植物的对照,且显著高于非根区土壤。说明冬小麦根际过程能提高根区土壤pH进而提高土壤钼的有效性。两个冬小麦品种根系N03-的吸收和NH4+的外排导致了H+的内流,说明H+内流是冬小麦根系提高根区土壤pH的原因。两个冬小麦品种根系活化土壤钼存在差异。缺钼条件下,97003根区土壤有效钼提高的幅度高于97014；施钼条件下,97003根区土壤有效钼降低的幅度低于97014,说明97003根系活化土壤钼的作用强于97014。缺钼条件下,97003外排较少的NH4+和吸收较少的N03-导致了较低的H+内流,进而导致了较低的根区pH。但是,97003根系较强的活化土壤钼的能力可能与较低的H+内流导致较低的根区土壤pH无关。2.研究了两个冬小麦品种钼吸收、转运及同化相关蛋白基因表达的差异。结果表明：两个冬小麦品种根系TaSultr5.1、TaSultr5.2和TaCnxl基因表达与钼吸收量密切相关。根系TaSultr5.2基因表达与钼吸收速率密切相关。当供钼水平低于1μmol、L时,97003具有较强的钼吸收能力,这与97003根系较高的TaSultr5.1、 TaSultr5.2和TaCnxl基因表达有关。相反,当供钼水平高于5μmol、L时,97003根系TaSultr5.2和TaCnx1基因的下调表达导致了其较弱的钼吸收能力。说明TaSultr5.1、TaSultr5.2和TaCnx1基因的不同表达模式可能是两个冬小麦品种不同供钼水平下钼吸收能力差异的原因。3.研究了竞争离子对两个冬小麦品种钼吸收转运相关蛋白基因表达的影响。结果表明：硫和磷的缺乏分别提高了两个冬小麦品种地上部以及根系钼含量、钼迁移系数及单株钼累积量,表明缺硫和缺磷均能促进冬小麦钼的吸收和迁移。同时,硫和磷的缺乏分别降低了两个钼水平下根系TaSultr1.1和TaPht1.1基因表达,提高了TaSultr5.1和TaSultr5.2基因表达。说明缺硫和缺磷提高TaSultr5.1和TaSultr5.2基因表达可能是缺硫和缺磷促进小麦钼吸收和迁移的原因。两个冬小麦品种钼吸收转运相关蛋白的基因表达对缺硫和缺磷的响应程度不同。4.研究了两个冬小麦品种钼辅因子合成相关蛋白基因表达的差异。结果表明：缺钼条件下,97003叶片或根系NR和SO活性高于97014,叶片AO和XDH活性低于97014；施钼条件下,97003叶片SO活性同样高于97014,根系SO活性低于97014；叶片AO和XDH活性低于97014,根系AO和XDH活性高于97014。缺钼条件下,97003叶片NR基因表达显著低于97014、叶片及根系AO和XDH基因表达显著高于97014；施钼条件下,97003叶片及根系AO和XDH基因表达显著低于97014,说明两个冬小麦品种含钼酶活性和基因表达在不同钼水平下表现出不同的差异。缺钼和施钼条件下,97003叶片和根系TaCnx2和TaCnx5基因表达显著低于97014,说明97003体内有较少的环状蝶呤单磷酸盐(cPMP)和钼喋呤(MPT)的累积。97003叶片和根系TaCnxl基因表达显著高于97014,说明97003体内有更多的钼辅因子(Moco)合成。97014根系具有较高的TaAba3基因表达,可能与钼辅因子相对缺乏诱导TaAba3基因表达有关。综上所述,两个冬小麦品种吸收利用土壤钼差异的可能机制是：缺钼条件下,钼高效品种97003根区土壤有效钼含量高于钼低效品种97014,说明97003具有较强的根系活化土壤钼的能力；97003根内钼吸收转运蛋白TaSultr5.2和TaSultr5.1基因表达显著高于97014,说明97003具有较强的钼吸收转运能力；97003体内钼同化过程关键蛋白TaCnx1基因表达显著高于97014,说明97003具有较强的钼辅因子生物合成能力。因此,冬小麦钼高效品种高效吸收利用土壤钼在于其在缺钼条件下具有较强的活化土壤钼的能力、钼吸收转运能力以及钼辅因子生物合成能力。其中,钼吸收转运能力的差异是两个冬小麦品种吸收利用土壤钼差异的主要原因。