水稻是世界三大粮食作物之一,是我国主要的粮食作物,磷和锌在水稻正常生长发育中起着重要的作用。磷是构成水稻体内多种有机化合物的重要组成成分,锌是重要蛋白质和三百多种酶的结构辅助因子,在生物体代谢、生物膜稳定和基因的表达调控等生理机能中发挥重要的作用。近年来,磷与锌之间的相互作用受到广泛关注和研究,但是其在水稻中互作的生理分子机制仍然不是很清楚。本课题以籼型杂交水稻品种广两优35、常规粳稻品种日本晴和台春65、常规籼稻品种Jarjan和Anjana Dhan、osnla1-2突变体以及Os PHR2-OE转基因植株为研究材料,在磷锌互作条件下分析水稻的生长表型、磷和锌含量、相关基因表达水平、酸性磷酸酶活性以及SOD活性,解析水稻磷锌互作的基因型差异和生理分子机制,主要研究结果如下:低磷条件下,加锌处理显著降低广两优35的总根长,Jarjan的根平均直径,台春65根中磷向地上部的转运,以及各水稻品种新叶中磷的分配比例。正常磷条件下,加锌处理显著降低台春65和Anjana Dhan的根长,日本晴和台春65根中磷含量,广两优35中部叶和老叶中磷累积量,日本晴、台春65和Jarjan根系对磷的吸收能力,广两优35和Jarjan根中磷向地上部的转运,以及日本晴、台春65和Jarjan新叶中磷的分配比例。缺锌条件下,加磷处理显著降低台春65和Anjana Dhan根中锌含量,台春65和Anjana Dhan新叶中锌含量,台春65和Anjana Dhan根系对锌的吸收能力,以及广两优35、日本晴和Anjana Dhan新叶中锌的分配比例。正常锌条件下,加磷处理显著降低广两优35、台春65和Anjana Dhan根中锌含量,各水稻品种新叶和中部叶中锌含量,广两优35、日本晴、Jarjan和Anjana Dhan植株中锌的累积量,广两优35和Jarjan根系对锌的吸收以及各水稻品种中新叶中锌的分配比例。低磷条件下,加锌处理显著提高广两优35根和地上部的生物量,但显著降低其基部节和其它叶片中无机磷的含量。正常磷条件下,加锌处理显著降低广两优35和日本晴根中无机磷的含量,但显著提高广两优35根中磷转运基因Os PT2和Os PT8和日本晴根中磷吸收相关基因Os IPS1和Os SPX1的表达水平,说明加锌处理后根中磷含量降低,诱导广两优35磷转运基因以及日本晴磷吸收基因的表达。加锌处理显著提高广两优35和日本晴根系分泌的酸性磷酸酶活性,说明加锌处理后根中磷含量降低,诱导根系分泌更多的酸性磷酸酶,使根系酸性磷酸酶的活性增强。缺锌条件下,加磷处理显著降低了广两优35和日本晴地上部中锌转运基因Os ZIP4、Os ZIP7、Os ZIP10、Os ZIP11的表达水平,显著提高其根中锌转运相关基因Os ZIP4、Os ZIP6、Os ZIP7、Os ZIP8、Os ZIP10的表达水平,显著降低日本晴根中超氧化物歧化酶活性。正常锌条件下,加磷处理显著降低日本晴根中Os ZIP6、Os ZIP7、Os ZIP11的表达水平。低磷条件下,加锌处理显著降低野生型地上部中磷转运基因Os PT8和磷吸收基因Os SPX1的表达水平,osnla1-2和Os PHR2-OE地上部中磷吸收基因Os SPX1的表达水平上升。正常磷条件下,加锌处理显著降低野生型根中无机磷含量,有机磷水解相关基因Os PAP10的表达水平上调,根系分泌酸性磷酸酶的活性增加,加锌处理显著提高osnla1-2根系分泌酸性磷酸酶的活性。缺锌条件下,加磷处理显著降低了osnla1-2和Os PHR2-OE和野生型地上部中锌转运基因Os ZIP8、Os ZIP9、Os ZIP10的表达水平,显著提高osnla1-2和Os PHR2-OE和野生型根中锌转运基因Os ZIP4、Os ZIP8、Os ZIP10基因的表达水平,Os PHR2-OE和野生型根SOD的活性显著降低。在水稻中,磷锌互作效应表现为拮抗作用,锌的供应会抑制磷在新叶中的分配比例以及磷向地上部的转运。磷的供会抑制根系对锌的吸收能力。但是不同基因型品种间存在着一定的差异。同时分子机制方面也表现为拮抗作用,加锌处理使GLY35和日本晴根中受缺磷诱导相关基因的表达水平上调,加磷处理使GLY35和日本晴根中锌转运基因的表达水平上调。