磷是植物生长发育必不可少的营养元素，它以多种途径参与植物代谢，是植物体内许多重要化合物的组成成分。植物所需的磷素主要来源于土壤，但大多数农业土壤中磷都是限制作物生长与产量的主要因素之一 ^{[ 1]} 。生产上主要通过施磷肥来满足作物的磷素营养，但作物对磷肥的利用率却很低。小麦是世界上主要粮食作物之一，因此研究根系对磷素的高效利用，对提高小麦产量及保障世界粮食安全具有重要意义。

根系是植物的活跃吸收器官和合成器官，也是最先感受土壤逆境胁迫因子信号的器官。在低磷胁迫下，小麦根系首先感受并传导胁迫信号，随后植株通过调整自身的生理机制来改变形态，进而影响内部的代谢过程，以完成在特定环境下的生命过程 ^{[ 2]} 。小麦根系生长量相对增加和根冠比增大是植物对低磷胁迫适应和耐低磷能力的标志 ^{[ 3]} 。根系适应低磷的生理变化包括根系分泌物的增加、根系活力提高、养分的吸收效率增强等方面。根系活力是一种客观地反映根系生命活动的重要生理指标 ^{[ 4]} 。研究表明，低磷条件下小麦的磷利用效率与其根系形态、吸收效率、酸性磷酸酶 (APase) 和核糖核酸酶 (RNase) 等生理生化特性密切相关 ^{[ 5]} 。APase 主要存在于植物根的表皮或叶的下表面，或由根分泌到外部的介质中，当小麦生长在低磷条件下，APase 活性显著升高，降解土壤中的有机磷，如核酸、磷脂和糖脂等，从而使有机磷转变为无机磷被作物吸收利用 ^{[ 6]} 。RNase 是一种 RNA 水解酶，低磷胁迫下，小麦叶片中 RNase 活性显著增强，核酸含量降低，表明在低磷逆境中，小麦为了适应这一特殊的环境，体内的适应性反应十分剧烈，导致植株 RNA 的大量合成，特别伴随着某些或某种适于低磷胁迫的特异 mRNA 的优先合成，以利于某些特异诱导蛋白或酶活性增强，使小麦能在低磷下最大限度地利用有限的磷素，确保植株完成其必要的生命过程 ^{[ 7]} 。小麦代换系是一个物种或品种的个别染色体代换另一个物种或品种相应染色体所产生的品系，是研究个别染色体遗传调控效应的理想材料。中国春 (CS)-Synthetic 6x 的 21 个代换系是将供体品种 Synthetic 6x 的 21 条染色体导入受体品种中国春所产生的，父本 Synthetic 6x 与母本中国春存在较大的遗传差异，父本的 A、B 染色体来自四倍体小麦 (硬粒小麦)，D 染色体来自粗山羊草，该种蕴含着丰富的抗旱、抗虫、抗寒等优异基因，具有极其丰富的遗传多样性，在小麦遗传改良中具有良好的利用价值 ^{[ 8- 9]} 。近年来，我们已利用该代换系开展了低磷胁迫对其生理性状、产量性状的影响及染色体效应研究 ^{[ 10- 12]} ，但有关小麦代换系根系性状及生理特征的研究较少。因此，本研究以中国春 (CS)-Synthetic 6x 代换系为材料，研究小麦代换系幼苗期的根冠比、根系活力和 APase、RNase 活性对低磷胁迫的响应，并对小麦耐低磷胁迫特性基因进行染色体定位，为进一步研究小麦的耐低磷机制和耐低磷基因型的遗传改良提供理论依据。

中国春 (CS)-Synthetic 6x 小麦染色体代换系 (21 个基因型)，母本 CS、父本 Synthetic 6x 由 John Innes Centre, Norwich Research Park, Colney, Norwich NR4 7UH, UK 提供，母本为磷低效品种，父本 Synthetic 6x 为磷高效品种 ^{[ 12]} 。

本试验于 2012～2013 年在河北农业大学河北省作物生长调控重点实验室进行。选取饱满、均匀的小麦代换系种子，经 70% 乙醇消毒 15 min，去离子水冲洗并浸泡 24 h 后，均匀摆放在铺有滤纸的培养皿中，置于 20 ± 2℃ 光照培养箱中培养，每天用去离子水浇灌，5 d 后选择生长势一致的健壮幼苗，去掉胚乳，后移入 pH = 6.0 左右的 Hoagland 营养液中进行培养，容器为 30 cm × 40 cm × 10 cm 长方形聚乙烯塑料盆，每基因型 6 盆，每盆中各基因型 30 株，随机排列。每三天通一次气，每七天更换一次营养液。待幼苗两叶一心时进行处理，设置对照 (磷浓度为 2 mmol/L) 和低磷胁迫 (磷浓度为 20 μmol/L) 两个处理 ^{[ 13]} ，每处理重复 3 次，四叶一心时对各个指标进行取样测定。相对值 = 低磷值/对照值。

分别选取 5 株长势一致生长健壮的小麦代换系，测定对照和低磷胁迫下根和地上部分的干物质重，采用烘干法测定干物重，3 次重复。

取正常与低磷条件幼苗根系，移至水管下缓慢冲洗至根系不附杂物，随机取不同处理的各代换系根尖，每份样本约 0.3 g，参照魏道智等 ^{[ 14]} 的方法测定根系活力，3 次重复。

参照孙海国等的方法 ^{[ 15]} 并加以修改。随机取不同处理的各代换系根尖 1 g，加入 8 mL 醋酸钠缓冲液 (pH = 5.8)，冰浴研磨，用双层纱布过滤，滤液在 12000 × g 下离心 15 min。取上清液 1 mL，加入底物 (10 mmol ρ-Nitrophenyhphospahte) 2 mL，37℃ 水浴 30 min，加入 1 mol/L NaOH 2 mL 终止反应。3000 × g 离心 2 min 后在 405 nm 下比色，以吸光值作为其酸性磷酸酯酶活性的指标，3 次重复。

参照李玉京等 ^{[ 8]} 的方法。随机取不同处理的各代换系根尖，每份 0.5 g，加入 4 mL 0.02 mol/L 磷酸缓冲液 ( pH = 7.0)，研磨后在 10000 × g 冰冻离心 30 min，取上清液 0.1 mL 加入含有酵母核糖核酸 ( 2 mg/mL) 的 0.1 mol/L ( pH = 5.0 ) 醋酸缓冲液 1 mL，在 37℃ 水浴锅中保温 15 min 后加入 5 mL 95% 乙醇。以 0 h 加入乙醇者为对照。塞紧，摇匀，于冰箱 (4℃) 中放置过夜，反应液以 10000 × g 离心 10 min，取 600 mL 上清液加 3 mL 酒精稀释后在 260 nm 测定，1.0 OD 相当于 15 min 内核糖核酸酶分解 31.7 μg/mL 核糖核酸。3 次重复。

采用 Microsoft Excel 2010 和 DPSv9.50 软件对数据进行统计分析，采用 Duncan’s 新复极差法进行差异显著性检测。

不同处理各基因型间及区组内间的根冠比、根系活力和 APase、RNase 活性均有极显著差异( P < 0.01) ( 表 1)，表明可以利用该代换系进行根冠比、根系活力和 APase、RNase 活性的染色体定位。

表1(Table 1)

表1 CS-Synthetic 6x 亲本及代换系根冠比、根系活力和 APase、RNase 活性方差分析 Table 1 Variation analysis of root-shoot ratio, root actvity, APase and RNase activity of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents

表1 CS-Synthetic 6x 亲本及代换系根冠比、根系活力和 APase、RNase 活性方差分析 Table 1 Variation analysis of root-shoot ratio, root actvity, APase and RNase activity of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents 项目 Item 变异来源 Source of variation n 均方 Mean square CK –P 低磷/对照 –P/CK 根冠比 Root/shoot 基因型 Genotype 22 0.003** 0.006** 0.276** 区组内 Intrablock 46 0.001** 0.001** 0.071** 根系活力 Root activity 基因型 Genotype 22 844525.8** 58492.1** 0.176** 区组内 Intrablock 46 15337.5** 319.6** 0.004** APase活性APase activity 基因型 Genotype 22 1532.9** 2939.0** 3.251** 区组内 Intrablock 46 9.766** 390.2** 0.156** RN活性RNase activity 基因型 Genotype 22 19.96** 32615.3** 539.7** 区组内 Intrablock 46 1.173** 8893.3** 122.2**   注（Note）：**—P＜0.01

由 表 2 可以看出，对照各代换系根冠比较低，其比值位于 0.157(5B)～0.248(3D) 之间，除父本 Synthetic 6x 及 4B、5B、1D、2D 代换系根冠比显著或极显著低于母本外，其余代换系与母本之间无显著差异。在低磷胁迫下，所有代换系根冠比均明显高于对照，表明低磷胁迫刺激了小麦代换系根系生长。不同代换系之间存在明显差异，其比值位于 0.205(5D)～0.310(4A、6B) 之间。与母本相比，代换系 2A、4A、4B、6B、7B、1D、2D、3D 和 7D 根冠比显著或极显著增高，父本 Synthetic 6x 以及代换系 1A、4A、4B、5B、6B、1D、2D 和 7D 的相对根冠比亦显著或极显著增高。由此表明，Synthetic 6x 的 4A、4B、6B、1D、2D 和 7D 染色体上可能存在低磷胁迫下诱导根冠比增强的基因。

表2(Table 2)

表2 低磷胁迫和对照条件下中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本根冠比 Table 2 Root-shoot ratios of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents under low-phosphorus stress and control

表2 低磷胁迫和对照条件下中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本根冠比 Table 2 Root-shoot ratios of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents under low-phosphorus stress and control 基因型 Genotype 对照 Control 低磷 P-deficiency 相对值 Ratio 基因型 Genotype 对照 Control 低磷 P-deficiency 相对值 Ratio 1A 0.178 0.276 1.551 + 6B 0.184 0.310 ++ 1.685 + 2A 0.209 0.286 + 1.368 7B 0.204 0.296 + 1.451 3A 0.237 0.250 1.055 1D 0.171 - 0.288 + 1.684 + 4A 0.198 0.310 ++ 1.566 + 2D 0.170 - 0.283 + 1.665 + 5A 0.178 0.214 1.202 3D 0.248 0.292 + 1.177 6A 0.196 0.270 1.378 4D 0.231 0.280 1.212 7A 0.222 0.238 1.072 5D 0.195 0.205 1.051 1B 0.245 0.248 1.011 6D 0.198 0.240 1.212 2B 0.207 0.277 1.338 7D 0.178 0.281 + 1.579 + 3B 0.197 0.264 1.340 CS 0.227 0.231 1.018 4B 0.170 - 0.374 ++ 2.200 ++ Synthetic 6x 0.093 - - 0.154 - - 1.655 + 5B 0.157 - - 0.276 1.758 ++   注（Note）：“+、++” 分别表示相同处理不同基因型差异在 0.05 和 0.01 水平显著高于中国春母本，“- 和 - -”分别表示 0.05 和 0.01 水平上显著低于中国春 “+，++” mean significantly higher, and “-, - -”mean significantly lower than Chinese Spring at the 0.05 and 0.01 levels for the same gene lines.

如 表 3 所示，对照各代换系根系活力较高，其含量位于 222.8 (7D)～1915.5 (1A) [TTFμg / (g·h), FW] 之间，除1A、3A、4A、6A、7A、3B、4B、5B、6B、7B、4D 代换系根冠比显著或极显著高于中国春外，其余代换系与母本之间无显著差异；低磷胁迫下，各代换系的根系活力都明显低于对照，表明低磷胁迫抑制了小麦根系活力。低磷胁迫下，不同代换系根系活力之间存在显著差异，4D 代换系根系活力最低，1A 代换系根系活力最高。供体 Synthetic 6x 的根系活力极显著高于受体中国春，1A、2A、3A、4A、5A、7A、3B、4B、5B、6B、7B、2D、3D、5D 和 7D 代换系根系活力显著或极显著高于母本中国春，1A、2A、3A、5A、1B、3B、7B、1D、2D、3D、5D、6D 和 7D 代换系的相对根系活力显著或极显著高于母本中国春。由此表明，Synthetic 6x 的 1A、2A、3A、5A、3B、7B、2D、3D、5D 和 7D 染色体上可能存在低磷胁迫下诱导根系活力增强的基因。

表3(Table 3)

表3 低磷胁迫和对照中国春-Synthetic 6x 代换系及其亲本根系活力 [TTF μg/(g · h), FW] Table 3 Root activity of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents under low-phosphorus stress and control

表3 低磷胁迫和对照中国春-Synthetic 6x 代换系及其亲本根系活力 [TTF μg/(g · h), FW] Table 3 Root activity of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents under low-phosphorus stress and control 基因型 Genotype CK -P -P/CK 基因型 Genotype CK -P -P/CK 1A 1915.5 ++ 744.5 ++ 0.389 ++ 6B 1303.1 ++ 217.9 ++ 0.167 2A 392.8 226.6 ++ 0.577 ++ 7B 845.0 ++ 335.8 ++ 0.397 ++ 3A 1074.0 ++ 290.4 ++ 0.270 + 1D 319.4 108.8 0.340 ++ 4A 1124.2 ++ 147.4 + 0.131 2D 323.2 271.1 ++ 0.839 ++ 5A 596.7 184.1 ++ 0.309 + 3D 527.1 249.8 ++ 0.474 ++ 6A 723.3 + 115.5 0.160 4D 853.7 ++ 84.6 0.099 7A 2267.2 ++ 299.1 ++ 0.132 5D 242.1 214.1 ++ 0.884 ++ 1B 109.7 - - 57.5 0.524 ++ 6D 283.6 112.6 0.397 ++ 2B 481.7 106.8 0.221 7D 222.8 - 201.5 ++ 0.905 ++ 3B 718.4 + 184.1 ++ 0.256 + CS 458.5 85.5 0.186 4B 780.3 ++ 139.7 + 0.179 Synthetic 6x 636.3 155.1 ++ 0.244 5B 990.9 ++ 180.2 ++ 0.182   注（Note）：“+、++” 分别表示相同处理不同基因型差异在 0.05 和 0.01 水平显著高于中国春母本，“-和- -” 分别表示 0.05 和 0.01 水平上显著低于中国春 “+，++” mean significantly higher, and “-, - -” mean significantly lower than Chinese Spring at the 0.05 and 0.01 levels for the same gene lines.

酸性磷酸酶 (APase) 是植物水解有机磷的一种诱导酶。正常情况下，植物根际分泌物中酸性磷酸酶的量很少，但是在缺磷情况下酸性磷酸酶的量将会增加，以此增加根际有效磷含量 ^{[ 9]} 。如 表 4所示，对照各代换系酸性磷酸酶活性较低，其含量位于 14.25 (5A)～108.90 (2D)[μmol / (mg · h)] 之间，除 1A、4A、2B、3B、5B、1D、4D 代换系外，其余代换系与中国春之间均呈现显著差异，供体 Synthetic 6x 显著低于母本中国春。低磷胁迫下，所有代换系的根系酸性磷酸酶活性都明显高于对照，表明小麦代换系主要通过提高根系的酸性磷酸酶活性来吸收土壤潜在磷，以适应低磷胁迫。此外，不同代换系之间存在显著差异，2A 代换系酸性磷酸酶活性最低，1D 代换系酸性磷酸酶活性最高。与母本中国春相比，供体 Synthetic 6x 的根系酸性磷酸酶活性和相对酸性磷酸酶活性均显著增高；4A、1D、2D、4D、5D 和 7D 代换系根系酸性磷酸酶活性显著或极显著增高；1A、3A、4A、5A、6A、7A、4B、5B、6B、7B、1D 和 4D 代换系的根系相对酸性磷酸酶活性显著或极显著增高。由此表明，Synthetic 6x 的 4A、1D 和 4D 染色体上可能存在低磷胁迫下诱导根系酸性磷酸酶活性增强的基因。

表4(Table 4)

表4 低磷胁迫和对照中国春-Synthetic 6x 代换系及其亲本幼苗期根系酸性磷酸酶活性 [μmol/(mg · h)] Table 4 APase activity of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents under low-phosphorus stress and control at seedling stage

表4 低磷胁迫和对照中国春-Synthetic 6x 代换系及其亲本幼苗期根系酸性磷酸酶活性 [μmol/(mg · h)] Table 4 APase activity of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents under low-phosphorus stress and control at seedling stage 基因型 Genotype CK -P -P/CK 基因型 Genotype CK -P -P/CK 1A 37.97 87.89 2.315 + 6B 26.80 - - 61.18 2.283 + 2A 34.99 - 40.96 - 1.171 7B 26.80 - - 87.98 3.283 ++ 3A 25.60 - - 86.53 3.380 ++ 1D 61.36 157.60 ++ 2.568 ++ 4A 36.86 118.60 + 3.218 ++ 2D 108.90 ++ 144.80 ++ 1.329 5A 14.25 - - 47.02 3.299 ++ 3D 77.14 ++ 116.40 1.509 6A 30.81 - - 92.59 3.006 ++ 4D 36.86 148.50 ++ 4.029 ++ 7A 29.36 - - 94.38 3.215 ++ 5D 68.10 ++ 144.30 ++ 2.119 1B 64.34 + 81.92 1.273 6D 69.29 ++ 105.80 1.527 2B 49.15 82.96 1.688 7D 63.23 + 128.30 + 2.028 3B 44.20 71.08 1.608 CS 50.26 77.91 1.520 4B 26.97 - - 113.0 4.190 ++ Synthetic 6x 19.71 - - 97.11 + 4.926 ++ 5B 36.69 96.26 2.623 ++   注（Note）：“+、++” 分别表示相同处理不同基因型差异在 0.05 和 0.01 水平显著高于中国春母本，“-、- -” 分别表示 0.05 和 0.01 水平上显著低于中国春 “+，++” mean significantly higher, and “-, - -” mean significantly lower than Chinese Spring at the 0.05 and 0.01 levels for the same gene lines.

由 表 5 可以看出，对照条件下各代换系酸性磷酸酶活性较为接近，其含量位于 5.581 (7B)～14.73 (6D)[μg/(g · h), protein] 之间，除 2A、2B、3B、2D、5D、6D、7D 代换系显著或极显著高于中国春外，其余代换系与中国春之间无显著差异，供体 Synthetic 6x 的根系酸性磷酸酶活性较低，中国春较高，二者之间呈现显著差异。低磷胁迫下，所有代换系的根系 RNase 活性都高于对照，表明小麦受到低磷胁迫后，诱导产生 RNase 使体内 RNA 大量释放 PO ₄ ^3-。低磷胁迫下，不同代换系之间存在显著差异，其活性位于 110.2 (6A)～571.2 (2A) 之间，供体 Synthetic 6x 的根系 RNase 活性和相对 RNase 活性均极显著高于受体中国春，2A、4A、6B 和 2D、4D 代换系根系 RNase 活性显著或极显著高于母本中国春，1A、2A、3A、6B、7B 和 4D 代换系的相对根系 RNase 活性显著或极显著高于母本中国春。即 Synthetic 6x 的 2A、6B 和 4D 染色体上可能存在低磷胁迫下诱导根系 RNase 活性增强的基因。

表5(Table 5)

表5 低磷胁迫和对照中国春-Synthetic 6x 代换系及其亲本根系 RNase 活性 [μg/(g·h), protein] Table 5 RNase activity of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents under low-phosphorus stress and control

表5 低磷胁迫和对照中国春-Synthetic 6x 代换系及其亲本根系 RNase 活性 [μg/(g·h), protein] Table 5 RNase activity of CS-Synthetic 6x substitution lines and their parents under low-phosphorus stress and control 基因型 Genotype CK -P -P/CK 基因型 Genotype CK -P -P/CK 1A 5.892 - 199.6 33.88 + 6B 9.315 314.2 + 33.73 + 2A 13.570 ++ 571.2 ++ 42.08 ++ 7B 5.581 - 215.2 38.53 + 3A 6.445 226.4 35.13 + 1D 7.283 189.2 25.98 4A 10.040 328.0 + 32.65 2D 13.300 ++ 311.7 + 23.45 5A 9.509 152.8 16.07 3D 8.965 199.5 22.26 6A 9.748 110.2 11.30 4D 9.711 328.1 + 33.79 + 7A 6.426 144.8 22.53 5D 11.410 ++ 239.3 20.98 1B 9.968 157.8 15.83 6D 14.730 ++ 245.8 16.68 2B 11.420 ++ 270.8 23.72 7D 11.030 ++ 254.5 23.08 3B 11.980 ++ 239.8 20.02 CS 8.019 91.2 11.37 4B 9.665 244.5 25.30 Synthetic 6x 5.526 - 425.9 ++ 77.06 ++ 5B 8.404 246.9 29.38   注（Note）：“ +、++” 分别表示相同处理不同基因型差异在 0.05 和 0.01 水平显著高于中国春母本，“ -、- - ” 分别表示 0.05 和 0.01 水平上显著低于中国春 “ +，++ ” mean significantly higher, and “ -, - - ” mean significantly lower than Chinese Spring at the 0.05 and 0.01 levels for the same gene lines.

通过对以上相关性状进行染色体定位分析，发现在低磷胁迫下，诱导根冠比升高的基因可能位于 Synthetic 6x 的 4A、4B、6B、1D、2D 和 7D 染色体上，诱导根系活力增强的基因可能位于 1A、2A、3A、5A、3B，7B、2D、3D、5D 和 7D 染色体上，诱导根系酸性磷酸酶活性增强的基因可能位于 4A、1D 和 4D 染色体上，诱导根系 RNase 活性增强的基因可能位于 2A、6B 和 4D 染色体上。由此表明，除根系活力外，4A、4B 或 4D 染色体上具有诱导根冠比、根系酸性磷酸酶、 RNase 活性的基因，即 Synthetic 6x 第四染色体 (4A、4B 和 4D) 可能具有调控根系特性的关键基因。

植物根系是感受土壤逆境胁迫因子信号的重要器官。植物感受逆境信号后就会产生相应的反应，如改变根系形态和分布、改变碳同化产物的分配比例和方向，在代谢途径上进行方向和强度的改变，在基因表达上进行时间和空间调整等，这些反应最终均通过根系来进行表达和实现 ^{[ 16- 17]} 。

APase 是一种诱导酶，能水解介质中的磷酯，使其中的磷活化为植物所吸收利用，其活性受植物供磷状况的影响，缺磷能诱导小麦根系 APase 活性显著升高，它是缺磷胁迫后植物最早和最为剧烈的反应之一，是小麦适应低磷胁迫的一种机制 ^{[ 5, 20]} 。低磷胁迫导致高等植物的特异RNA酶活性升高，RNase活性增强使RNA降解加剧，释放 PO ₄ ^3-，这对于增强 PO ₄ ^3- 在体内的流动性以及充分利用体内有效磷资源具有重要意义。李玉京等 ^{[ 7]} 以长穗偃麦草-中国春二体附加系为材料，对不同磷处理条件下的 APase 活性和 RNase 活性进行了研究，表明低磷条件下 APase 活性和 RNase 活性均显著提高。张恩和等 ^{[ 6]} 研究了低磷胁迫下不同小麦品种对磷胁迫的适应性反应，发现低磷胁迫显著提高了体内各部分 APase 活性。本试验结果表明，低磷胁迫下根系酸性磷酸酶活性和 RNase 活性升高，这是小麦代换系在生理上对低磷做出的一种响应。

近年来，有关小麦代换系耐低磷性状基因的染色体定位已成为国内外专家的研究热点 ^{[ 21]} 。曹红星等 ^{[ 22]} 利用小麦‘中国春-埃及红’代换系进行研究，发现染色体 7A 和 7D 可能携带对磷素利用有促进作用的基因。李振兴等 ^{[ 23]} 以小麦重组近交系群体 (农大 3338 * Altgold) 为材料，发现在低磷处理下与根干重相关的 2 个 QTL 位点分别位于 lA 和 2B 染色体上，与相对根干重相关的 2 个 QTL 位点位于 7D 染色体上。Bhdaie 等 ^{[ 24]} 研究认为小麦 lA、3D 和 5A 染色体携带有对干重起正效应的基因。本试验研究结果表明，低磷胁迫下，Synthetic 6x 的 4A、4B、6B、1D、2D 和 7D 染色体上可能存在诱导根冠比升高的基因。

目前，有关小麦根系活力的基因定位少有报道。沈波等 ^{[ 25]} 应用杂交稻重组自交系群体，对叶片性状和根系活力进行了遗传分析和基因定位，发现在很多检测到产量性状 QTL 的区间也检测到控制叶片性状和根系活力的 QTL。藤胜等 ^{[ 26]} 以典型籼粳交花培加倍的 DH 群体为材料，利用区间作图法在第 4 染色体的 RG449～RG809 之间检测到一个根系活力的 QTL。本试验研究结果显示，低磷胁迫下，1A、2A、3A、5A、3B，7B、2D、3D、5D 和 7D 染色体上可能存在诱导根系活力增强的基因。

李玉京等 ^{[ 7, 27]} 以中国春-长穗偃麦草二体异附加系与二体异代换系为材料，对低磷胁迫下 APase 及 RNase 活性进行了染色体定位，认为 4E 与 7E 附加系提高了 RNA 酶活性，7E 附加系提高了酸性磷酸酶活性；3E 染色体上含有编码酸性磷酸酶 (AcPh) 基因，4E 染色体上含有碱性磷酸酶 (APH) 基因。刘建中等 ^{[ 28]} 利用中国春—帝国黑麦二体异附加系根系为材料，发现 1R 染色体上具有编码酸性磷酸酶的基因。柳鹏等 ^{[ 29]} 以 9 个外援染色体异附加系小麦为材料，发现在低磷条件下其酸性磷酸酶的活性显著高于其亲本中国春，说明 Ha. Villosa lV 和 Ae. Peregrina 7S ^v 染色体中可能含有与根系酸性磷酸酶分泌有关的基因。Hart ^{[ 30]} 则将编码酸性磷酸酶的基因定位到 7R 染色体上。本试验结果显示，低磷胁迫下 4A、1D 和 4D 染色体上可能存在诱导根系酸性磷酸酶活性增强的基因，2A、6B 和 4D 染色体上可能存在诱导根系 RNase 活性增强的基因。

通过对以上相关性状进行染色体定位分析，发现在低磷胁迫下，除根系活力外，4A、4B 或 4D 染色体上具有诱导根冠比、根系酸性磷酸酶、RNase 活性基因，由此表明 Synthetic 6x 第四染色体 (4A、4B 和 4D) 可能具有调控根系特性的关键基因。