土壤缺磷和大豆对磷素的低效利用是限制大豆生产的主要因素,筛选和培育磷高效大豆品种是提高磷素利用率的有效途径。缺磷条件下,耐低磷植物可通过增加有机物的分泌,尤其是一些低分子量的有机酸来促进植物对土壤难溶性磷的活化与吸收,这对于改善植物磷营养具有十分重要的作用。本试验以不同基因型大豆为材料,从H+的分泌和分泌有机酸的种类两方面来研究不同基因型大豆响应低磷胁迫的应答差异。结果表明:低磷胁迫下,不同基因型大豆的根系均能主动向外界环境分泌H+;经HPLC分析表明,低磷胁迫促进不同基因型大豆根系向外界分泌柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸,其中苹果酸是主要分泌的有机酸,并且与低磷敏感基因型大豆相比,耐低磷基因型大豆有机酸的分泌要早、分泌量更高。当向培养介质中添加枸溶性磷肥后,结果发现:不同基因型大豆分泌的有机酸均可有效利用这一难溶性磷肥,同时耐低磷基因型大豆nf37的利用效率要显著高于磷敏感基因型大豆冀黄13。由于细胞质中的pH值高于有机酸的等电点,因而有机酸在细胞质中以离子形式存在,这需要以H+和酸根离子的形式向胞外转运,而质膜H+-ATPase在H+的转运过程中有重要的作用,本试验检测了PM H+-ATPase抑制剂在大豆适应低磷胁迫中的作用和不同基因型大豆根系上的PM H+-ATPase基因在不同时间点的表达情况。结果表明:PM H+-ATPase抑制剂强烈的抑制了大豆根系向外界分泌H+,说明PM H+-ATPase参与了不同基因型大豆对低磷胁迫的适应;通过半定量PCR-RT技术分析了低磷胁迫下PM H+-ATPase基因表达量的变化,结果表明nf37在低磷胁迫24 h时, PM H+-ATPase基因表达量显著增加,之后表达量降低;冀黄13在4 h时PM H+-ATPase基因表达量最高,但是显著低于nf37在低磷胁迫24 h时的表达量,随着低磷胁迫时间延长,基因表达量呈下降趋势。综合以上结果,有机酸和根系PM H+-ATPase基因参与了大豆对低磷胁迫的应答,而且在耐低磷和低磷敏感大豆基因型之间表现出显著差异。