大豆连作障碍研究I.大豆连作土壤紫青霉菌的毒素作用研究

研究分析了大豆连作、轮作土壤微生物区系,发现连作大豆根际土壤真菌富集,以其优势真菌回接大豆,紫青霉菌能强烈抑制大豆生长发育。在实验室条件下分离获得该菌产生的毒素粗结晶,５μｇ·ｍｌ＾－１水培液中即可观察到大豆根系受害,根毛很少生长;３０μｇ·ｍｌ＾－１水培液中大豆主根褐变严重,侧根几乎不再生长;２００μｇ·ｍｌ＾－１导致一些大豆品种幼苗在２周内死亡。这些结果表明,在连作大豆土壤中该菌的大量存在及其     

野生和栽培防风根系的比较形态解剖学研究

研究了野生和栽培防风根系的外部形态及内部结构,研究结果表明:在外部形态上,栽培防风根系颜色较浅,侧根较多。在内部结构上,二者大致相同。二年生栽培防风主根与野生多年生防风主根中油室数目、韧皮部/木质部相近,建议生产上适当采收二年生植株根系。     

溴甲烷甲壤灭菌对大豆苗期根系生长的影响

利用溴甲烷田间土壤灭菌,研究灭菌对正茬、重茬大豆苗期根系生长和产量的影响。试验结果表明,灭菌处理后重茬（连续种植3a）地大豆根系生长良好,根系形态明显改善,总根长、主根长、植株鲜重和根瘤数增加、孢囊线虫孢囊数为0。而灭菌处理后,正葜地大豆根系前期生长受到一定抑制,主根长、总根长、植株鲜重和侧根数有降低的趋势,但随时间推移,抑制幅度降低,溴甲烷处理促进大豆结瘤。灭菌后,重葜大豆与茬大豆根系生长差异减少。溴甲烷灭菌处理可作为克服大豆连作障碍问题措施之一。     

一串红根植法

一串红的常规栽培方法有播种法和技条扦插法两种,但在我们长期的校园绿化实践中,总结出了一种新的栽培方法——根植法。该种方法成本低,生长周期短,花期提前,单根系,轮生枝条,造形美观,具有普遍推广价值。l．根系的采集和贮存每年秋季10月份,在大气温度降到0－10℃时,将当年生的一串红根系从花池中挖出,选择主侧根粗大的根系,保留部分与根系结合紧密的土壤,基部保留3－5厘米,在茎的表面切口涂以凡上林,分别移入温室中,摆好,以沙土（2：互）覆盖根系,从10月至第二年的2月中旬,湿度控制在5－10T,沙土的含水量控制在18－2…     

溴甲烷土壤灭菌对大豆苗期根系生长的影响

利用溴甲烷田间土壤灭菌,研究灭菌对正茬、重茬大豆苗期根系生长和产量的影响.试验结果表明,灭菌处理后重茬(连续种植3a)地大豆根系生长良好,根系形态明显改善,总根长、主根长、植株鲜重和根瘤数增加、孢囊线虫孢囊数为0.而灭菌处理后,正茬地大豆根系前期生长受到一定抑制,主根长、总根长、植株鲜重和侧根数有降低的趋势,但随时间推移,抑制幅度降低.溴甲烷处理促进大豆结瘤.灭菌后,重茬大豆与正茬大豆根系生长差异减少.溴甲烷灭菌处理可作为克服大豆连作障碍问题措施之一.     

大豆连作障碍研究Ⅰ．大豆连作土壤紫青霉菌的毒素作用研究

研究分析了大豆连作、轮作土壤微生物区系,发现连作大豆根际土壤真菌富集,以其优势真菌回接大豆．紫青霉菌（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍｐｕｒｐｕｒｏｇｅｎｕｍ）能强烈抑制大豆生长发育．在实验室条件下分离获得该菌产生的毒素粗结晶,５μｇ·ｍｌ－１水培液中即可观察到大豆根系受害,根毛很少生长;３０μｇ·ｍｌ－１水培液中大豆主根褐变严重,侧根几乎不再生长;２００μｇ·ｍｌ－１导致一些大豆品种幼苗在２周内死亡这些结果表明,连作大豆土壤中该菌的大量存在及其产生的毒素是大豆连作障碍产生的主要因素．     

大豆VAS1基因家族的鉴定及参与侧根发育的研究

拟南芥VAS1基因编码一个磷酸吡哆醛依赖性氨基转移酶,可将吲哚丙酮酸转化为吲哚乙酸的生物合成前体色氨酸,是生长素代谢调控中的一个关键酶。对大豆VAS1基因家族进行全基因组鉴定与表达模式分析,并探究其在根系发育中的作用,为深入挖掘大豆VAS1基因的功能奠定基础。运用生物信息学方法对该基因家族成员进行鉴定和分析,采用实时荧光定量分析该家族在不同逆境处理下的表达模式,克隆GmVAS1-1,进一步研究其功能,并通过酵母双杂交试验筛选大豆GmVAS1-1蛋白的互作因子。结果表明,大豆VAS1基因家族共有2个成员,命名为GmVAS1-1和GmVAS1-2。系统进化树、基因结构和保守基序分析表明,大豆VAS1与豆科植物亲缘关系更近。启动子序列分析发现多个逆境和光响应元件。表达模式分析表明,大豆VAS1家族基因在不同种子发育时期的胚乳中表达量较高。荧光定量PCR分析表明,在干旱和盐胁迫下,大豆根系VAS1基因表达量显著上调。拟南芥过量表达GmVAS1-1植株侧根数较野生型显著减少。酵母互作试验及预测共筛选到17个与GmVAS1-1互作的蛋白。大豆VAS1基因家族成员在胚乳中表达量较高,且响应多种逆境及...     

缺磷胁迫下的小麦根系形态特征研究

研究了缺磷条件下不同基因型小麦（Triticum aestivum L.)苗期根系形态学适应特征,以明确环境因子对根系不同组分（根轴和侧根）生长发育调控作用的强度和根系形态与磷营养效率关系。在缺P环境中,小麦根轴数量和侧根长度明显减小,同化物向根部的分配比例增加,根轴长度、侧根数量和根系长度等均有显著提高。供试基因型小麦的根轴数量及其长度的差异在每个供磷水平及不同供磷水平之间均呈显著,说明这两种性状的差异是由基因型和环境因素共同决定的;而侧根特征的差异只在不同供磷水平间显著,表明侧根性状主要受环境因素的控制。对6种基因型小麦的研究表明,根轴数量、根轴长度、根生长角度和根系长度根角之间存在着显著的基因型差异。相关分析表明,小麦的相对产量与缺磷条件下的小麦苗期根系形态指标的交互作用之间具有显著的线性关系。这种关系说明根系形态性状可作为早期有效地筛选磷高效小麦品种的指标。     

一种简单有效的非损伤观测根瘤和根系形态的方法

实时观测根瘤及根系形态对于豆科植物研究具有重要意义, 但目前还缺乏一个便于观测根系、高效结瘤、适宜生长且经济实用的豆科植物培养体系。以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)为植物材料, 建立了一种可实时观测根瘤及根系形态的纸袋水培法, 并与其它常用方法进行对比。结果表明, 依赖于石英砂等固体介质栽培蒺藜苜蓿对根瘤和根系形态的实时观测造成障碍, 而水培和喷雾培养等方法的根瘤菌接种效率不高, 且不便观测侧根发育情况。采用纸袋水培法探讨了褪黑素对蒺藜苜蓿根系发育的影响, 发现褪黑素具有降低根瘤形成效率、抑制侧根伸长、增加侧根数目以及增大侧根与主根之间夹角等作用。因此, 纸袋水培法能够高效接种根瘤菌且为实时无损伤观测根瘤及根系形态提供了可能, 是一种适用于豆科植物简单有效的培养方法。     

糖诱导拟南芥侧根发育的QTL分析

根系是植物吸收土壤中水分和矿质营养的重要器官,影响植物的整体生长发育。侧根是植物根系构型的重要因素。植物光合作用产物——糖在侧根原基(LRP)的起始、形成以及伸长阶段发挥了关键作用。本研究发现拟南芥(Arabidopsis thaliana)生态型Bayreuth(Bay-0)和Shahdara(Sha)在侧根发育对葡萄糖的响应中存在显著差异,利用Bay-0×Sha重组自交系(RIL)群体及分子标记遗传连锁图谱,在3号染色体短臂和5号染色体长臂定位到两个葡萄糖诱导侧根发育的数量性状位点(QTL),并在异源近亲代(HIF)中得到验证,为后续精细定位响应糖信号调控拟南芥侧根发育的主效基因奠定了基础。     

黑松三种菌根苗根系构型差异及其与生长的关系

为探讨林木不同菌根根系亚宏观结构对植物生长的影响,将黑松(Pinus thunbergii)分别接种黄色须腹菌(Rhizopogen luteous,简称Rl)、彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,简称 Pt2)和美味牛肝菌(Boletus edulis,简称Be)3种外生菌根菌,研究了不同菌根苗根系构型的差异及其与黑松生长的关系.结果表明,黑松3种菌根苗的根系参数(主根长、侧根总级数、一级侧根数量及直径、吸收根分布的范围、吸收根的数量及比表面积等)均比对照有不同程度的增加,且与黑松生长呈一定的正相关性;黑松不同处理菌根苗的根系整体构型差异显著:在生长最好的Rl菌根苗根系中,主根与侧根间具不同夹角的一级侧根分布均衡,且横向生长(80～90°)的侧根较多,其它角度(60～80°和<60°)的一级侧根依次递减,使整个根系呈""型,有效扩大了根系吸收的空间范围;生长相对较差的Be菌根苗其根系不同角度的一级侧根分布不均或80～90°的侧根较少;Pt2菌根苗生长较好,其根系构型界于前二者之间;而生长差的对照苗根最少,几乎没有80～90°的一级侧根.由此可见,不同菌根菌可通过影响根系的结构发育而影响黑松苗木的生长.     

低磷胁迫对水稻苗期侧根生长及养分吸收的影响

用蛭石与石英砂作为混合培养介质研究了低磷胁迫对水稻（Oryza sativa L.)苗期侧根发生发育的影响及其与磷吸收的相关关系。结果表明：低磷对水稻的侧根发生发育具有明显的诱导作用及基因型差异。相关性分析表明：单位侧根长度的增加与单位根表面积的增大极显相关,而单位侧根数量的增多与单位根表面积的增大无显的相关性。表明单位根表面积的增加主要来自于单位侧根的伸长。侧根参数与磷含量的相关性分析表明：低磷条件下,侧根总长度和侧根数量都与植株磷含量存在显的正相关,根系总表面积与磷含量存在极显的正相关。表明在低磷条件下,侧根的发生发育对水稻的磷吸收具有重要的作用。根系和地上部的可溶性糖含量分析表明;低磷胁迫改变了同化物在地上部和根系的分配。生物量测定表明：低磷胁迫显增大了植株的根冠比。     

地下水位对黄河三角洲柽柳根系生长的影响

为揭示黄河三角洲柽柳根系生长特征对地下水位的响应规律,明确柽柳生长适宜的地下水位,在咸水矿化度（6 g/L）下,模拟设置0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8 m共7个地下水位。测定分析栽植柽柳土柱的水盐参数与根系生长指标。结果表明：在咸水矿化度下,地下水位可显著影响土壤水盐变化,从而影响柽柳根系的生长。随地下水位的降低,土壤含水量、含盐量和土壤溶液绝对浓度显著降低。在高水位（≤0.6 m）下,柽柳根系生长受水盐胁迫影响显著,柽柳根长、根径、侧根数、总生物量、侧根生物量、根系连接长度均较低,拓扑结构呈叉状分支;中水位（0.9 m）时,土壤水盐条件适宜,柽柳侧根数、根径、二级侧根和毛细根生物量达到最大值,拓扑结构由叉状分支向鱼尾形分支过渡;低水位（≥1.2 m）下,土壤水盐含量低,柽柳根系总生物量、主根生物量、一级侧根生物量和根系平均连接长度在1.2 m水位达到最大值后降低,拓扑结构呈鱼尾形分支。柽柳根系生长与地下水位密切相关,柽柳通过改变根系生长和调整构型来适应不同土壤水盐和地下水位条件。高水位（≤0.6 m）下柽柳以降低根系生长深度,增加分叉,调配各组织器官的生物量来适应水盐胁迫;中水位0.9 m下土壤水盐条件最适宜柽柳生长;低水位（≥1.2 m）下柽柳主要受土壤干旱胁迫而使根系向下生长,增加根系连接长度,以此扩大资源获取效率。柽柳根系生长及根系构型对咸水矿化度下不同地下水位表现出较强的适应性和可塑性。     

丛枝菌根真菌对福鼎大白茶生长、侧根数和根系内源激素的影响

该研究以盆栽福鼎大白茶(Camellia sinensis‘Fuding Dabaicha’)为材料,通过对其接种丛枝菌根真菌(AM真菌)幼套球囊霉(Clariodeoglomus etunicatum)、地表球囊霉(Diversispora versiformis)、粘屑多孢囊霉(D. spurca)以及上述三菌种的混合菌剂,研究AM真菌对茶生长、侧根数及根系內源激素的影响。结果表明:接种12周后福鼎大白茶根系能被AM真菌侵染,为18.85%～40.23%。接种AM真菌处理促进了福鼎大白茶株高、叶面积、主根长以及一级侧根和三级侧根数量,但抑制了二级侧根数(除混合菌种)。单一的AM真菌接种显著提高了福鼎大白茶根系脱落酸、玉米素核苷、赤霉素和油菜素内酯的含量,但降低了根系茉莉酸甲酯含量(除Clariodeoglomous etunicatum)。相关性分析揭示菌根诱导的福鼎大白茶根系激素变化与菌根促进福鼎大白茶侧根数有关。此外,幼套球囊霉的促生效果最显著,而混合菌种对根系形态和侧根数影响最显著。今后茶树栽培中应加强菌根管理。     

不同紫花苜蓿品种根系发育能力的研究

研究了12个国内外紫化苜蓿品种在渭北旱塬丘陵沟壑区根系的发育能力。结果表明,根系生物量、根系体积、侧根数在不同紫花苜蓿品种间差异显,在土壤中从表层到深层逐渐递减;侧根的发生部化受不同深度土壤含水量的影响。占0～50cm土层根系生物量66．5％的根系集中分布在0～20cm土层中。而侧根发生的主要部位在0～20cm的主根段,40cm以下没有侧根发生。通过聚类分析,可把12个紫花苜蓿品种分为3类,其中WL-323ML、两香、苜蓿王、巨人在渭北呈塬丘陵沟壑区根系发育好,具有较强的根系发育能力。     

长柄水青冈幼苗根系构型及动态变化

长柄水青冈（Fagus longipetiolata）是我国亚热带山地林的重要组成树种,本研究在温室中用河砂培养长柄水青冈幼苗,采用直接测量法研究了长柄水青冈的根系构型。结果表明,生长50 d的长柄水青冈幼苗的根系呈倒圆锥形,根宽小于根深;基根平均生长角度较小,基根的向地性小;一级侧根与主根的夹角从根系上部至下部逐渐变小;二级侧根首先发生于根系的中下部,然后其发生范围向根系上、下部扩展。虽然长柄水青冈幼苗根系构型存在较大的个体差异性,但一级侧根与主根的夹角则具有较好的稳定性。研究揭示了实验条件下长柄水青冈幼苗的根系构型及其在幼苗建成过程中的生长变化规律,为长柄水青冈的进一步研究提供科学依据。     

丛枝菌根真菌和磷水平对番茄幼苗侧根形成的影响

为了探讨丛枝菌根真菌(AMF)和磷水平对植物根系构型的影响,在两个磷水平下对番茄幼苗接种AMF菌株Rhizophagus irregularis BGC JX04B,研究AMF和磷水平对番茄幼苗侧根形成的影响.结果表明: AMF对植株生物量的促进效应不明显,但显著降低了植株的根冠比;显著增加了主根长而减少了1级侧根长,并与侵染时期存在互作;显著降低了2～3级侧根数量及2级侧根数与1级侧根数的比值,对1~2级侧根密度无显著影响.高磷(50 mg·kg^-1P)显著促进了植株生长,降低了植株的根冠比;对主根长和1级侧根长无显著影响,显著增加了1~3级侧根数量及2级侧根数与1级侧根数的比值,提高了1~2级侧根密度.表明AMF和磷水平对番茄侧根形成的影响机制不同,高磷的影响可能基于对养分吸收和生长的促进效应,而AMF的影响则更为复杂,且AMF与侵染时期的互作效应预示着碳素分配(糖信号)可能参与了AMF对根系构型的调控.     

硝态氮（NO3^—）对水稻侧根生长及其氮吸收的影响

侧根是植物吸收利用土壤养分的重要器官 ,其生长发育受内部遗传因子和外部环境矿质养分的影响。通过琼脂分层培养发现 :局部供应NO-3 可以诱导水稻 (OryzasativaL .)主根或不定根上侧根的生长。为研究旱种条件下NO-3 对水稻侧根发育及其N吸收的影响 ,设置了 3个蛭石培养实验 :分根处理、全株缺N、全株供N处理。分根处理 (一半根系供应 3mmol/LKNO3,另一半根系供应 3mmol/LKCl)结果表明 :局部供应NO-3 能够促进水稻侧根生长。而在全株处理下 ,N饥饿诱导了侧根的伸长。水稻根系对NO-3 的这两种反应都存在着显著的基因型差异。同时对地上部N浓度、可溶性总糖含量及N含量分析表明 ,这些生理指标在分根处理与全株加N处理中的差异均不显著 ,表明分根处理也能基本满足植株正常生长对N的需求。在分根处理中 ,水稻的N含量与分根处理中供N一侧的平均侧根长度存在显著正相关 ,这表明在养分不均一的介质中 ,侧根长度对水稻N素吸收具有十分重要的作用。而在N素充足的条件下 ,两者之间的相关性并不显著 ,这暗示在养分充足的环境下 ,侧根长度可能并不是决定根系吸收N素的主要因素     

水培条件下营养元素对枳幼苗根毛发育及根生长的影响

以柑橘砧木枳实生苗为试材,研究水培条件下N、P、K、Ca、Mg、Fe和Mn等7种营养元素分别缺乏对其根系主根长度、侧根数和主、侧根根毛密度、根毛长度及根毛直径等的影响.结果表明:水培条件下,不同缺素处理枳实生幼苗的根毛均能生长,但根毛主要集中在近根基段,根尖处分布较少;侧根的根毛密度显著大于主根,而其根毛长度显著小于主根.不同缺素处理对根毛的生长发育影响较大,主根根毛密度为55.0～174.3条·mm-2.与对照相比,缺Ca诱发主根的根毛密度、长度显著增加;缺P使主根的根基段、中段及侧根的根毛密度、长度显著增加;缺Fe使主根根尖段根毛密度显著增加,而长度显著降低;缺K使主根、侧根的根毛密度、长度及根毛直径均显著降低;缺Mg使主根根毛长度显著增加.各处理主根的生长较一致;侧根除缺N、Mg处理外,其他处理均出现脱落后再生的现象.     

花生种质资源的根系性状研究及AFLP分析

对22份花生种质资源进行根系性状和AFLP分析研究.结果表明,珍珠豆型花生种质资源具有根干重小、根基粗小和主侧根干重比小等特点;龙生型花生种质资源具有根干重大、根基粗大和主侧根干重比大等特点.用根系性状和AFLP标记都能将22份花生品种分为两大组,但是AFLP标记聚类结果比根系性状的聚类结果更能反映花生品种亲源关系和地域生态上的差异.