拟南芥根系发育的分子机制研究进展

拟南芥初生根和次生根的发育受不同遗传通路所调控,其中内源激素途径尤其是生长素途径在拟南芥主根、侧根以及根毛的发育过程中均发挥着重要作用.同时也存在一些不依赖于激素通路的遗传途径,如UPB1能通过调节根尖分生区和伸长区活性氧种类的平衡来调控根系顶端分生组织活性,进而影响根系的生长.本文对近年来国内外有关模式植物拟南芥根系发育的分子机制研究进展分别从初生根发育、侧根发育和根毛发育3个方面进行综述.     

造纸废水对芦苇实生苗生长特性及根系活力的影响

以室内水培的芦苇实生苗为材料,研究6种不同化学需氧量(CODcr)浓度造纸废水处理对芦苇生长指标和根系活力的影响,为利用造纸废水修复自然环境中芦苇实生苗种群提供理论依据。结果表明:(1)不同浓度造纸废水对芦苇各器官鲜(干)重有显著的促进作用,并以中等浓度(300mg.L-1)最为明显;随着造纸废水浓度的增加,废水对芦苇各器官鲜(干)重的促进作用有所减弱,这种减弱幅度在芦苇不同器官上存在差异。(2)高浓度造纸废水导致芦苇根生物量比、根状茎生物量比降低,但影响二者降低的废水浓度存在差异;低浓度造纸废水导致芦苇茎生物量比下降,并使叶生物量比增加。(3)随着造纸废水浓度的增加,芦苇的根系活力呈先上升后下降的趋势,并以CODcr浓度为300mg.L-1时的芦苇的根系活力最强,CODcr浓度为900mg.L-1时最弱。可见,低浓度造纸废水促进了芦苇的生长和根系活力,高浓度废水促进作用减弱甚至会抑制根系活力,并以CODcr浓度为300mg.L-1时芦苇实生苗生长最好。     

黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤芘降解和土壤微生物的影响

模拟根际根系分泌物梯度递减效应,研究了黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤中芘降解特征和土壤微生物生态特征的影响.结果表明:污染土壤中芘残留量随根系分泌物添加剂量的增加呈现先下降后上升的非线性变化,达到最低芘残留量的添加剂量是总有机碳(TOC) 32.75 mg·kg-1,说明此浓度下根系分泌物显著促进了芘的降解;土壤微生物生物量碳和微生物熵的变化趋势与污染土壤中芘残留量变化趋势相反,表明土壤微生物与污染土壤 中芘残留量存在密切关系.芘污染土壤中微生物群落以细菌占主导地位,且细菌变化趋势与芘降解变化一致,表明芘以细菌降解为主,根系分泌物主要通过影响细菌数量,进而影响芘的降解.能催化有机物质脱氢反应的土壤微生物胞内酶——脱氢酶活性的变化与土壤微生物变化趋势一致,进一步证明微生物及其生物化学特性变化是污染土壤中芘残留量随根系分泌物添加剂量变化的生态机制.     

不同放牧强度下克氏针茅(Stipa krylovii)草原的根系特征

以呼伦贝尔克氏针茅草原不同放牧强度下的演替群落为对象,开展群落及其群落建群种的地下生物量和根系形态特征研究.结果表明:从轻度放牧到重度放牧,群落种类组成和根系功能群类型趋于简单化;群落地下生物量的空间分布形态呈“T”型;不同放牧强度下草原群落的建群种出现了明显替代现象,轻度放牧样地群落建群种为密丛型根系的克氏针茅,中度放牧为疏丛型根系的糙隐子草(Cleistogenes squarrosa,重度放牧为鳞茎型根系的碱韭(Allium polyrhizum);随着放牧强度的增大,群落建群种根冠比逐渐增加,分别为0.47、1.0、4.1,并且群落建群种根系数量、根系体积、根系生物量、比根长及根长密度等各指标均发生了明显变化.另外,3种放牧强度样地群落建群种根冠比、根长密度均与土壤速效氮含量呈现显著正相关(P＜0.05).     

大蒜根系分泌物的化感作用

以苍山白蒜和蔡家坡紫蒜为材料,采用水培方法收集根系分泌物,研究了2个大蒜品种的根系分泌物对莴苣种子发芽和幼苗生长及对黄瓜枯萎病菌、西瓜枯萎病菌的化感效应.结果表明:2个大蒜品种的根系分泌物对莴苣种子发芽和幼苗生长均表现为低浓度(0.1、0.2 g·mL-1)促进、高浓度(0.4、0.6 g·mL-1)抑制,高浓度时蔡家坡紫蒜的抑制作用大于苍山白蒜;对黄瓜枯萎病菌和西瓜枯萎病菌的菌丝生长及孢子萌发均表现为抑制作用,随着根系分泌物浓度的提高,抑制作用增强,其中黄瓜枯萎病菌较敏感,且蔡家坡紫蒜的抑制作用大于苍山白蒜.     

酸雨和稀土元素对根系微生态效应研究进展

酸雨(Acid rain)是当代重大环境污染问题之一。中国已成为继西欧和北美之后的全球第三大酸雨区,酸雨发生面积约120万平方千米,重酸雨发生面积约6万平方千米[1]。同时,中国也是稀土(Rare earth,RE)资源大国,RE对作物具有优质增产的生物学效应且农业经济效益显著[2],一度作为政府行为得到广泛应用。仅2006年,农用稀土达4 800吨(以     

红根甘肃桃根系MYB基因片段的克隆及序列分析

为了明确MYB转录因子在红根甘肃桃抗性分子机制中的作用.通过RT-PCR从红根甘肃桃根系cDNA中克隆了14个MYB基因片段,序列分析表明这些片段与苹果、葡萄、拟南芥、番茄等植物的MYB转录因子高度同源;系统进化分析显示红根甘肃桃的11个PkMYB分别与拟南芥、番茄、杨树、柿等植物中已知功能的MYB转录因子聚在不同的亚类,据此推测它们可能有相似的功能.试验结果为进一步研究MYB基因在红根甘肃桃抗性机制中的作用奠定了基础.     

1973-2009年中国玉米品种演替过程中根系性状及其对氮的响应的变化

根系在氮素高效吸收过程中起重要作用,但人们对玉米育种过程中不同年代杂交种的根系生长特性及其对氮素供应的响应了解较少．选用中国1973．2009年育成的11个代表性玉米品种,在水培体系下研究了正常供氮（4retool／L）和低氮（0．04mmol／L）下根系与地上部生长差异．结果表明,与低氮处理相比,正常供氮降低根干重、根冠比和根系相对生长速率,但增加总根长和侧根长．对于20世纪90年代之前育成品种,供氮还降低总轴根长．氮处理不影响种子根数．随育种年代演进,地上部相对生长速率表现明显增加,不同氮水平下表现一致．但是,根系相对生长速率仅在正常供氮条件下表现出与育成年代线性相关．相应地,只在正常供氮条件下玉米总根长、侧根长、轴根长表现为随育成年代增加而明显增加．因此,在过去36年的玉米育种进程中,玉米地上部生长势在不同氮供应水平下均得到提高,而根系生长则只在正常供氮条件下得到提高．进一步改良根系在低氮环境下的生长能力可能提高现代玉米品种的氨吸收效率．     

生长素对拟南芥叶片发育调控的研究进展

叶片(包括子叶)是茎端分生组织产生的第一类侧生器官, 在植物发育中具有重要地位。早期叶片发育包括三个主要过程: 叶原基的起始, 叶片腹背性的建立和叶片的延展。大量证据表明叶片发育受到体内遗传机制和体外环境因子的双重调节。植物激素, 尤其是生长素在协调体内外调节机制中起着不可或缺的作用。生长素的稳态调控、极性运输和信号转导影响叶片发育的全过程。本文着重介绍生长素在叶片生长发育和形态建成中的调控作用, 试图了解复杂叶片发育调控网络。     

淹水和干旱条件下水稻根系形成的QTLs及候选基因分析

为了研究不同水分条件下组成型根系性状和适应性根系性状的遗传机制,利用由IR64／Azucena发展的双单倍体（DH）群体分析了淹水和干旱条件下水稻幼苗种子根长（SRL）、不定根数（ARN）、总根干重（RW）及其对应的相对参数（干旱和淹水条件下根系性状的比值）的QTLs。淹水与干旱条件下检测到一个共同的种子根长QTL和一个共同的总根干重QTL。同时对前人发表的遗传群体定位的根系性状QTLs进行比较分析,检测到几个共同的根系性状QTLs。对与细胞伸长、分裂相关的候选基因进行了定位,其中4个细胞壁相关的ESTs（OsEXP2,OsEXP4,EXT和Xet）被定位在与不同水分条件下检测出的根系性状QTLs的相同区间。