In diesem Artikel werden mehrere Ansätze zur Verbesserung der Effizienz der Kaliumverwendung in Pflanzen erörtert. Dazu gehören die genetische Verbesserung, die QTL -Analyse und die Regulierung von Dürrereaktionen.
Genetische Verbesserung
Die Erhöhung der Kaufnahme und Verbesserung der K -Nutzungseffizienz von Pflanzen ist ein Hauptziel der molekularen Zucht. Eine Kombination von Strategien wie Manipulation der Wurzelarchitektur, Verbesserung der Translokation und zunehmender Wurzelaussüdungen kann die Effizienz von K -Erwerb, Translokation und Nutzung in Pflanzen verbessern.
Eine Erhöhung der Effizienz der K -Aufnahme kann die Erträge erhöhen. Die Menge an k in den Zellen einer Pflanze hängt von ihrer kritischen Gewebe -K -Konzentration ab. Wenn die Gewebe -K -Konzentration unter 90% des maximalen Wachstums liegt, kann die Anlage K begrenzt sein. Der Mangel an k kann zu einem verringerten Wachstum und Stoffwechsel führen und zu einer Pflanze führen, die aufhört zu wachsen.
QTL -Analyse
Unter Verwendung der QTL -Analyse wurden genetische Varianten in 50 Linien von Ernteanlagen auf Robustheit sowohl in hohen als auch in niedrigen N- und Wasserregimen bewertet. Die Phänotypen wurden gegen einen festen Anlagen -N -Gehalt und ein durchschnittliches Pflanzenfrischgewicht zurückgeführt. Linien mit höheren Empfindlichkeiten hatten tendenziell höhere Erträge. Im Gegensatz dazu nahmen Linien mit niedrigeren Empfindlichkeiten das durchschnittliche Pflanzenfrischgewicht an.
Pflanzen mit hoher K -Aufnahmeeffizienz (KUTE) können die Photosynthese in niedrigen K -Umgebungen aufrechterhalten. Ihr Kute unterscheidet sich jedoch voneinander und von Pflanzenarten mit niedrigem Kute. Dies kann in Bezug auf das Ertragspotential einer Pflanzenart in niedrigen k -Umgebungen ohne Verwendung von K -Dünger ausgedrückt werden.
Wurzelinduzierte Ansäuerung der Rhizosphäre
Verschiedene Pflanzenarten haben unterschiedliche Kapazitäten zur Aufnahme und Verwendung von K. Für diese Unterschiede wurden eine Reihe von Gründen angeführt. Die Fähigkeit von Pflanzen, K zu übernehmen und zu verwenden, wird durch die Architektur des Wurzelsystems beeinflusst, einschließlich des Vorhandenseins von Wurzelhaaren, der Länge der Wurzelhaare und der Menge an K in den Wurzelaussagen. Pflanzen mit langen Wurzelhaaren haben tendenziell einen steileren K+ -Diffusionsgradienten in Schüttgutlösungen.
Verschiedene Arten von Rhizosphären-assoziierten mikrobiellen Gemeinschaften reagieren auf Phosphatverfügbarkeit und Pflanzenart. Diese Gemeinden sind für das Pflanzenwachstum und die Fitness notwendig. Sie fördern die Nährstofferfassung, Stresstoleranz und Resistenz gegen Krankheitserreger.
Wir haben eine quantitative Studie durchgeführt, um zu untersuchen, wie Unterschiede in der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft in der Rhizosphäre den Phosphataufnahmeprozess in Pflanzen beeinflussen. Insbesondere haben wir die Zusammensetzung der bakteriellen und Pilzgemeinschaft in der Rhizosphäre charakterisiert.
Regulierung der Dürrereaktionen
Mehrere Pflanzenarten sind in der Lage, Kalium im Wachstumsprozess zu verwenden. Dieses Mineralelement spielt eine wichtige Rolle im Pflanzenstoffwechsel. Es ist an der Regulierung des stomatalen Verhaltens, der Translokation von Kohlenhydraten und Zucker und der Bewegung von Wasser im Pflanzengewebe beteiligt. Es schützt auch vor photoxidativen Schäden an Chloroplasten.
Obwohl Kaliumdünger eine wichtige Rolle im Wachstumsprozess spielt, ist sein Mangel für das Pflanzenwachstum beeinträchtigt. In einer Studie stellten die Forscher fest, dass Kaliummängel das Wachstum von Medicago sativa L. und Hordeum vulgare L. Darüber hinaus nachteilig sind.
Es wurde gezeigt, dass Kalium die Translokationsrate von Kohlenhydraten und Zucker erhöht. Die Zunahme der Translokationsrate des Zuckers war mit der Länge der Wurzelhaare zusammenhängt, was die Oberfläche der Wurzel in Kontakt mit dem Boden erhöhte.
K+ Transport vom äußeren Teil der Wurzel zum Xylem
Die zunehmende Pflanzentoleranz gegenüber abiotischen Belastungen ist eine wichtige Aufgabe für Pflanzenwissenschaftler. K spielt in diesem Prozess eine entscheidende Rolle. Pflanzen verwenden K, um die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) zu entgiften und die Photosynthese zu unterstützen. K ist auch mit Phytohormonen und Signalmolekülen verbunden.
Das K+ Transportsystem ist ein komplexer Prozess. In der Pflanze tritt K+ durch verschiedene Membranen in die Zelle ein. Der Prozess wird eng gesteuert. Es gibt verschiedene K+ -Kanäle, die für die K+ -Bewegung der Langstrecke verantwortlich sind. Der Transportmechanismus wird durch den Skor -Kanal vermittelt, der der erste Schritt in der Fernbewegung von K von der Wurzel zum Shooting ist. Der Kanal wird durch die durch erhöhte Na+ -Konzentration verursachte Membrandepolarisation ausgelöst. Die Effizienz des Kanals hängt direkt mit der Rate des Sprosswachstums zusammen.
Auswirkungen der k+ Verfügbarkeit auf die Ernteausbeute
Mehrere Faktoren beeinflussen die Verfügbarkeit von K+ im Boden. Zu diesen Faktoren gehören die Menge an Blütendünger, die gewachsene Ernte und der Bodentyp. Ein Gleichgewicht bei der Anwendung von Düngemitteln kann dazu beitragen, einen Rückgang der Bodenfruchtbarkeit zu verhindern.
Kalium ist ein kritischer Nährstoff für Pflanzen. Es spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Wasserbilanz und der Antrieb der Proteinsynthese. Es verbessert auch die Resistenz gegen Krankheit und Insekten.
Darüber hinaus verbessert es den Widerstand gegen Dürre. Pflanzen, die kmangel an K haben, haben Schwierigkeiten, Wasser aus dem Boden zu absorbieren. Dies verringert ihre Fähigkeit, Dürrestress zu minimieren.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Verfügbarkeit von K im Boden zu verbessern. Einige dieser Methoden umfassen Rundfunk, geteilte Anwendungen und Top-Dressing.
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