番茄低磷胁迫研究现状

番茄低磷胁迫研究现状

作者：张亚楠 宋立立 郭琳琳 王君 来源：《科技视界》2016年第25期

【摘 要】番茄是日常不可缺少的果蔬之一，栽种面积广泛。磷是番茄所必需的元素之一，对促进植物生长发育和新陈代谢有着重要作用。缺磷将严重影响番茄的生长发育。综述了低磷胁迫对番茄根系、生理生化特性、分子机制等方面的影响。 【关键词】番茄；低磷胁迫；研究现状

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.），茄科，番茄属，多年生草本植物。番茄以其丰富的营养、独特的医疗保健作用和显著的疗效而受到广泛关注，在生活中具有一定的应用价值，具有生津止渴，健胃消食，清热解毒，凉血平肝等功效。磷是自然生态系统必需元素之一，它既是植物体的重要组成成分，同时又以多种方式参与体内的各种生理生化过程，对促进植物生长发育和新陈代谢有着重要作用。番茄在生长过程中缺磷会导致生长缓慢，茎细长，叶片小，开花结果期延迟等。事实上，土壤中全磷含量很高，但植物可吸收的有效磷却很低，因此作物仍表现缺磷，这就是所谓的“遗传学缺失”。增施磷肥固然可以解决土壤缺磷现象，但并不能彻底解决作物缺磷的问题，大量施用磷肥还会环境污染。 1 番茄缺磷症状

叶片背面早期出现紫红色，叶片上出现褐点，叶片僵硬，叶脉变紫色，下部叶片上卷，老叶变黄，茎部细弱，叶尖变黑褐色枯死，结果受到明显抑制。 2 低磷胁迫对番茄根系的影响

植物在低磷胁迫的条件下会呈现出一系列的适应性反应，使植物根系的形态结构发生变化，从而增强根系对土壤中磷元素的吸收能力。低磷胁迫导致番茄根系总根长、总根表面积、总根体积和根尖数减少；导致根际土壤中可培养微生物数量、酶活性、微生物生物量（C、N、P）等表征土壤肥力及健康状态的指标下降；导致部分诸如甲基杆菌属（Methylobacterium sp.）等具有溶磷功能的菌群缺失。解磷微生物在土壤中普遍存在，它可以分泌有机酸和磷酸酶，使土壤中不能被植物利用的磷化物转变成可被利用的可溶性磷化物，从而为植物提供可吸收的无机磷，把解磷微生物应用到农业中去，不仅可以增加磷的吸收量，同时也能减少施加磷肥带来的农业污染。

3 低磷胁迫对番茄生理生化特性的影响

番茄幼苗在低磷胁迫的条件下生长，表现为植物矮小，叶片小，茎叶出现紫红色。磷胁迫对植物的形态和生理生化过程会产生明显的影响作用，磷作为叶绿素组成的重要物质，对叶绿素的合成和含量同样起着重要的作用。研究表明，无论是低磷胁迫还是高磷胁迫都会使番茄叶

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片中叶绿素的总含量降低，叶绿素的合成分解收到破坏以后，影响有机物物质的积累，从而影响番茄幼苗的生长。

细胞膜的选择透性是植物维持生理功能的重要指标之一，一旦植物受到生理胁迫时，细胞膜的透性就会发生相应的变化，造成有毒物质的积累，植物细胞外渗液的电导率会发生相应变化，无论是低磷胁迫还是高磷胁迫都会使番茄幼苗的电导率受到影响，番茄在胁迫条件下细胞膜的透性发生变化，细胞渗出液的电导率增加，幼苗的生长受到影响。 4 番茄响应低磷胁迫的分子机制

光合产物在高等植物中以蔗糖的形式进行分配。植物把蔗糖从源到库的转运过程，是影响植物生产力和作物产量的一个重要原因，而蔗糖转运蛋白（sucrose transporter/sucrose carrier，SUT/SUC） 作为蔗糖转运的重要载体，它主要存在于质膜上，通过与H+-ATPase进行耦联，进而形成一个质膜电化学势差来进行蔗糖的跨膜转运。研究者根据蔗糖转运蛋白特性的不同将其归类为SUT1、SUT2/SUC3和SUT4 三个亚族，他们的表达调控模式不同。研究表明蔗糖转运蛋白SUT参与到低磷胁迫的反应中，不同的蔗糖转运蛋白在番茄幼苗中的表达部位不尽相同，而且同种蔗糖转运蛋白在番茄不同部位的表达量也不同，并且在叶片中蔗糖转运蛋白的表达量随着昼夜节律而波动。但迄今为止，蔗糖在低磷胁迫反应中的调节机理还不明确，也没有建立相互联系，需要进一步试验来验证。

植物对磷的运输影响着磷的吸收能力，研究表明在拟南芥中，AtPht1编码磷吸收过程中磷运输基因，对植物体磷吸收至关重要，将拟南芥AtmiR399f基因转入番茄中，获得超表达的株系，与野生型番茄株系相比，转基因番茄产生更多的侧根及次级侧根，且种子更大、茎秆更粗壮，对低磷逆境环境耐性更强。 5 问题及展望

我国番茄的栽种面积居世界前列，有很好的发展前景，磷元素对作物的早熟、高产、优质都起着重要的作用，而土壤中的有效磷很少能够满足植株的最佳生长需要。随着植物遗传育种学、分子生物学及相关学科的快速发展，番茄磷效率相关研究取得进展。目前对不同品种番茄在低磷胁迫下的生理生化特性、苗期性状研究的比较多，关于番茄响应低磷胁迫的分子机制研究的相对较少。今后应加强以下几方面的研究：（1）目前对土壤—根系—微生物之间在氮磷养分利用过程中的规律并不清楚，利用好土壤中解磷微生物，不仅增加磷的吸收率，同时又能减少农业污染；（2）通过分子生物学手段挖掘磷高效番茄品种，作为育种材料进行品种改良，这是解决过度施用磷肥而造成环境污染并节约成本的一条有效途径；（3） 低磷胁迫植物激素在其他作物中已经展开研究，如细胞分裂素、生长素、乙烯等与蔗糖信号相互作用机理，在番茄中研究甚少，今后应多加探索。 【参考文献】

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