6-BA对缺磷白羽扇豆排根形成和有机酸分泌的影响

缺磷条件下白羽扇豆能够形成排根,并增加有机酸分泌.但上述过程的调节机制尚不清楚.该文的结果表明,使用外源6-BA不影响缺磷白羽扇豆的生长和磷在体内的分配,但明显抑制了根簇的形成和有机酸分泌.经低浓度6-BA(10-8 mol/L)处理后转移至不含6-BA的缺磷营养液中继续培养的植株,其根簇形成和有机酸分泌得到恢复,甚至超过未经6-BA处理的缺磷植株;但高浓度6-BA(10-7 mol/L)对根簇形成和有机酸分泌的抑制作用不可恢复.对6-BA影响缺磷的白羽扇豆排根形成和有机酸分泌的可能机制进行了讨论.     

缺磷条件下白羽扇豆排根发育与生长素及miR164的关系

以缺磷条件下白羽扇豆为材料,观察了外源生长素NAA和生长素运输的抑制剂NPA 对白羽扇豆排根形成及其活性的影响,同时运用基因芯片与RT-PCR的方法分析了生长素信号转导途径中转录因子NAC1以及调控NAC1表达的上游microRNA164(miR164)在不同发育阶段排根中的表达变化,以探讨白羽扇豆在缺磷时排根形成与发育的调控机制.结果表明,缺磷胁迫下排根大量形成与生长素及其运输有关,排根NAC1的表达在初生阶段上调,成熟后下调,并受其上游的miR164的负调控,而排根衰老后则上述基因的表达都减弱.研究发现,在缺磷诱导的排根发生至发育成熟过程中,miR164、NAC1、生长素与排根发育之间很可能组成了一个级联系统,从而控制排根的发生与发育.     

缺磷或缺铁引起白羽扇豆锰中毒的机理

白羽扇豆在缺磷或缺铁条件下均有排根形成,并且根系还原力显著增加。缺磷、缺铁根系还原力在高峰期分别高于对照。缺磷与缺铁根系还原力高峰不仅出现的时期不同,而且还原力增加部位也不一样。缺磷处理的排根区具有很高的还原力,缺铁处理还原力较高的部位是在主根和侧根的根尖以及排根区。由于Ｍｎ４＋比Ｆｅ３＋更易被还原,致使根系还原力提高促使根际大量锰被还原,这是缺磷和缺铁造成白羽扇豆锰中毒的主要原因之一。     

缺磷或缺铁引起白羽扇豆锰中毒的机理

白羽扇豆在缺磷或缺铁条件下均有排根形式,并且根系还原力显著增加。缺磷、缺铁根系还原力在高峰期分别高于对照。缺磷与缺铁根系还原力高峰不仅出现的时期不同,而且还原力增加部位也不一样。缺磷处理的排根区具有很高的还原力,缺铁处理还原力较高的部位是在主根和侧根的根尖以及排根区。由于Ｍｎ＾４＋比Ｆｅ＾３＋更易被还原,致使根系还原力提高促使根际大量锰被还原,这是缺磷和缺铁造成白羽扇豆锰中毒的主要原因之一。     

缺磷白羽扇豆排根与非排根区根尖分泌有机酸的比较

采用根系分泌有机酸原位收集方法及高效液相色谱技术分析了供磷及缺磷后不同时间白羽扇豆(LupinusalbusL .)非排根区根尖和排根分泌有机酸的种类和数量 ,以及相应的根尖、排根组织 ,茎木质部、韧皮部汁液中有机酸含量的变化。结果表明 :(1)缺磷能够诱导白羽扇豆根系产生大量排根 ,根系的有机酸分泌量也明显增加。 (2 )无论在供磷或缺磷条件下 ,排根与非排根区根尖组织中的有机酸种类相同 ,但排根主要分泌柠檬酸和苹果酸 ,而非排根区根尖主要分泌苹果酸和乙酸。 (3)缺磷后非排根区根尖分泌苹果酸的量增加 ,至第 17天达到高峰 ;排根开始分泌柠檬酸的时间相对较晚。缺磷后排根分泌柠檬酸的量随缺磷时间的延长不断增加。 (4 )在缺磷的排根与非排根区根尖组织和茎木质部伤流液中含有大量柠檬酸和苹果酸 ,但在茎韧皮部汁液中则几乎检测不到这两种有机酸。上述结果表明 ,尽管排根和非排根区根尖组织中的有机酸种类相同 ,但它们向外分泌的有机酸种类不同。缺磷后排根及非排根区根尖增加向外分泌的有机酸主要在根中合成     

缺磷白羽扇豆排根与非排根区根尖分泌有机酸的比较

采用根系分泌有机酸原位收集方法及市郊液相色谱技术分析了供磷及缺磷后不同时间白羽扇豆（Ｌｕｐｉｎｕｓ ａｉｂｕｓ Ｌ．）非排根区根尖和排根分泌有机酸的种类和数量,以及相应的根尖、排根组织,茎木质部、韧皮部汁液中有机酸含量的变化。结果表明：⑴缺磷能够诱导白羽扇豆要系产生大量排根,根系的有机酸分泌量也明显增加。⑵无论在供磷或缺磷条件下,排根与非排根区根区根尖组织中的有机酸种类相同,但排根主要分泌柠檬酸和     

子叶磷在白羽扇豆缺磷适应性反应中的作用

实验用液体培养的方法,对比分析了在不同供磷条件下,白羽扇豆子叶中的磷对植物生长发育的影响,以及排根和根尖中有机酸积累和分泌的作用,结果表明,子叶中的磷能使白羽扇豆在完全缺磷２３d的环境中,不仅没有使干物质的积累减少,反而使干物质的积累略有增加,相反,如果没有子叶磷的供给,则使白羽扇豆在缺磷环境中产生强烈的抗胁迫反应,表现在干物质的积累明显下降,根系能产生大量的排根,排根能积累和分泌大量的柠檬酸,而根尖能积累和分泌萍果酸,在整个缺磷反应过程中,根尖中苹果酸的分泌要早于排根可柠檬酸的积累和分泌。     

缺磷胁迫对小麦根细胞周期蛋白基因cyc1At表达的影响

用液培方法研究了缺磷胁迫对小麦(TriticumaestivumL.)根系生长的影响。结果表明,随着介质磷水平的提高,小麦根轴长度和植株生长素浓度均降低。在低磷条件下用生长素极性运输抑制剂三碘苯甲酸(TIBA)处理后,小麦的根轴长度明显降低,表明生长素参与了缺磷小麦根轴生长的调控。缺磷小麦根部生长素浓度的提高诱导了细胞周期蛋白基因cyclAt的表达,促进了根分生组织细胞的分裂并驱动了根的生长。     

排根的形成及其所分泌的有机酸的调节

排根是在磷、铁、氮等养分缺乏条件下形成的一种特殊根系结构,能够形成排根的植物种类有限.不同植物排根分泌的有机酸种类和数量可能不同,如在缺磷条件下白羽扇豆的排根所释放的柠檬酸可达植物总干重的23%,使根簇周围的柠檬酸浓度达50～90 μmol*g-1土壤.这是一种防止胞质过度酸化以及柠檬酸过度积累而超过液泡储存能力的解毒机制.其分泌可能受阴离子通道的调控.     

缺磷胁迫下不同长豇豆品种幼苗的解剖结构

研究了不同长豇豆[Vigna unquiculata W. ssp. sesquipedalis (L.) Verd]品种幼苗在缺磷胁迫下的形态结构变化.结果表明:缺磷胁迫下,耐缺磷品种‘芦花白'的叶片和海绵组织厚度增幅较大,栅栏组织厚度与海绵组织厚度的比值减小,气孔密度增幅较小;茎和茎导管直径增大,且比不耐缺磷的品种‘二芦白'大;根直径变小,根量增加,这使其在缺磷胁迫下能保持较强的养分和水分吸收、输导能力和光合能力.缺磷胁迫下,长豇豆叶表皮气孔密度增大,气孔蒸腾加强,促进了水分和磷从根部向上运转及磷的被动吸收.不耐缺磷品种‘二芦白'的气孔密度增加幅度较大,促进磷吸收运转的强度较大,为避免过多失水,栅栏组织厚度及栅栏组织与海绵组织厚度的比值增加较大,减弱了非气孔蒸腾的强度.     

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。     

不同磷水平下小麦-蚕豆间作根系形态的变化及其与内源激素的关系

采用水培方法,研究了不同磷水平下小麦-蚕豆间作体系根系形态变化及其与内源激素的相关关系。结果表明: 与单作小麦相比,在低磷(1/2P)水平下,小麦-蚕豆间作能显著增加小麦的根长,显著减少小麦根系的平均直径,显著增加根系的表面积;在常规磷(P)水平下,间作能显著降低小麦根系的平均直径,有增加小麦根长和根表面积的趋势;与单作蚕豆相比,间作能明显促进蚕豆根系的增长,同时增加蚕豆根表面积。在1/2P水平下,间作能显著提高小麦和蚕豆根系中的生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)含量;在P水平下,间作能显著提高小麦根系中的IAA、ABA和JA含量,单、间作小麦根系中的SA含量没有显著差异,间作显著增加了蚕豆根系中ABA和SA含量,单、间作蚕豆根系中的IAA和JA含量无显著差异。单作条件下,小麦和蚕豆根系中的内源激素(IAA、ABA、SA和JA)含量与其根系形态(根长、根平均直径和根表面积)无显著相关性;间作条件下,小麦和蚕豆根系中的IAA含量与根长和根表面积之间存在明显的正相关关系。由此可见,小麦-蚕豆间作能够诱导小麦和蚕豆根系IAA的增加。这种变化可能是驱动间作系统根系形态变化的重要因子。     

不同基因型春蚕豆对磷胁迫的适应性反应

利用不同作物或品种吸收利用土壤磷能力的差异提高磷素营养效率,是解决磷资源短缺的重要生物学途径.选择西北地区重要经济作物春蚕豆作为研究对象,选用3个不同春蚕豆品种(系),采用严重缺磷的碱性灌淤土,利用盆栽法研究了在不同供磷水平下不同基因型蚕豆的根系形态特征、酸性磷酸酶活性(APase)及产量的表现, 探讨不同基因型蚕豆对低磷胁迫的适应性反应.结果表明在整个生长过程中根长、根半径、根比表面积和根冠比变动最明显的是临蚕5号,分别为36.40%,65.10%、65.27%和13. 46%;缺磷条件下,蚕豆主要通过减小根半径,增加根长、根表面积,提高根冠比及体内酸性磷酸酶活性来实现对低磷胁迫的适应;不同基因型对低磷胁迫的适应能力不同;缺磷胁迫明显诱导各基因型蚕豆体内酸性磷酸酶活性的上升,临蚕5号增加最快为24.9%,8409为7. 79%,8354为7.29%;同一基因型的不同器官中酸性磷酸酶活性大小表现为根系>茎部>叶片 .根系酸性磷酸酶和根系形态参数可分别作为蚕豆耐低磷品种筛选的选择指标;缺磷导致作物减产,并且不同的基因型作物减产的幅度不同,临蚕5号缺磷比施磷减产30.98%,而8354 的产量在两个磷水平下变化不明显,说明临蚕5号对磷素的反应最强烈,为磷低效基因型,而 8354反应比较迟钝,为磷高效基因型.     

镉胁迫对马蔺根系形态及部分生理指标的影响

以野生马蔺种子培育的实生苗为试验材料,采用水培法研究不同质量浓度镉(0、10、25、50、100、150 mg·L^-1)对马蔺幼苗生长、根系形态及部分生理指标的影响,分析镉胁迫下马蔺根系形态和生理指标的变化特征,以探讨马蔺的耐镉能力及耐镉机制。结果表明：(1)与对照相比,低浓度镉(10~25 mg·L^-1)促进了马蔺株高、地上部干重、根干重、总根长、根表面积、根体积和根系活力的增加,中高浓度镉(50~150 mg·L^-1)抑制根系生长,其株高、根干重、总根长等低于对照,根表面积、根体积和根系活力显著低于对照。(2)随镉浓度增加,马蔺叶片和根系中相对电导率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)含量增加,但可溶性蛋白含量(SP)则先升高后降低;根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性随镉浓度增加先升高后降低,而叶片SOD活性则持续增加。(3)马蔺地上部和地下部镉含量随镉离子浓度升高而增加,根系和地上部镉含量分别达到829.39~8 944.54 和200.60~519.76 mg·kg^-1,转移系数为0.06~0.32(<1.0),大多数镉离子被保留在根中,只有少量被转移到地上部。研究发现,在镉胁迫条件下,马蔺幼苗可能是通过根系对镉离子的积累,减少镉离子从根部到地上部的转移,并通过提高抗氧化酶活性、保持渗透平衡和清除过量自由基,从而提高其对镉的耐受性。     

不同羽扇豆锰吸收差异及其机制探讨

以白羽扇豆(Lupinus albus L.cv.Kiev)和窄叶羽扇豆(Lupinus angustifolius L.cv.Gungurru)为材料,采用溶液培养方法,在玻璃温室条件下对2种羽扇豆在高锰(10 μmol/L)和低锰(0.5 μmol/L)环境中的锰吸收差异及其可能机制进行分析.结果表明,无论在高锰还是低锰条件下,白羽扇豆植株地上部和根系的锰吸收和转运能力、木质部和韧皮部汁液中的锰含量及低分子量有机酸含量在不同生长阶段都显著高于窄叶羽扇豆,且2种羽扇豆植株韧皮部汁液中锰含量与其低分子量有机酸含量呈显著正相关.研究发现,2种羽扇豆的吸锰能力差异与其种子大小、种子中锰含量、锰的吸收和转运能力以及木质部和韧皮部低分子量有机酸含量有密切关系;锰离子与低分子有机酸形成的可溶性有机复合体可能是促进锰在植物韧皮部转移的一个重要机制.     

不同耐性水稻幼苗根系对镉胁迫的形态及生理响应

采用水培试验,以两个耐镉性不同的水稻品种为材料,研究了不同浓度镉胁迫对水稻幼苗根系形态、根系活力、游离脯氨酸含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:低于5 μmol/L Cd胁迫对2个水稻品种总根长、根表面积、根体积、根干重、根系活力无明显影响,在1 μmol/L Cd时,甚至起促进作用。随Cd浓度增加表现出一定的抑制效应,秀水63在10 μmol/L Cd胁迫下根系形态、根系活力明显受到抑制,而秀水09在25 μmol/L Cd胁迫下明显受抑。随Cd胁迫浓度的增加,游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势,两品种相比,秀水09的游离脯氨酸含量、SOD和POD增幅大于秀水63,而MDA含量增幅小于秀水63;过氧化氢酶(CAT)活性变化表现为先上升后下降,10-100 μmol/L Cd胁迫下秀水63根系中CAT活性明显低于秀水09。总之,水稻对Cd毒害响应存在明显的品种差异,且Cd胁迫下根系生理响应的差异是品种间耐性差异的重要原因之一。     

苏柳172和垂柳对Cu2+的吸收特性及有机酸影响

采用溶液培养的方法,研究了苏柳172和垂柳对Cu²⁺吸收的动力学特性及低分子量有机酸(乙酸和苹果酸)对Cu²⁺吸收的影响。结果表明:苏柳172和垂柳根系对Cu²⁺的吸收量随溶液Cu²⁺浓度的升高及吸收时间的延长而增加。苏柳172和垂柳对Cu²⁺吸收的浓度动力学曲线呈线性,非饱和曲线,可以用米氏方程很好地拟合。米氏方程拟合的结果说明,垂柳根系的Cu²⁺吸收能力要稍强于苏柳172。Cu²⁺浓度为20 μmol/L时,随着乙酸和苹果酸浓度的增加,对苏柳172和垂柳根系吸收Cu²⁺的促进作用呈先上升后下降的趋势,其中,乙酸在10:1(乙酸∶ Cu²⁺)、苹果酸在5:1(苹果酸∶ Cu²⁺)时促进作用最强。Cu²⁺在根尖区的含量远远大于成熟区,说明根尖区是吸收Cu²⁺最活跃的区域。在Cu²⁺浓度为20 μmol/L的吸收液中加入乙酸或苹果酸(有机酸∶ Cu²⁺= 10:1)时,苏柳172根尖区的Cu²⁺含量分别增加了16.5%和33.7%,根成熟区的Cu²⁺含量增加了23.7%和43.0%,但根尖区和成熟区的Cu²⁺含量比值分别是1.40 和1.39,略小于不加有机酸时的1.49。乙酸与Cu²⁺的比例为10:1时,当Cu²⁺浓度小于20 μmol/L时乙酸促进垂柳根系对Cu²⁺的吸收,当Cu²⁺浓度大于20 μmol/L时,乙酸抑制垂柳根系对Cu²⁺的吸收,抑制作用随Cu²⁺浓度的升高而加强,说明低浓度的乙酸可以促进垂柳根对Cu²⁺的吸收,而高浓度的乙酸能够抑制垂柳根吸收Cu²⁺。同时,乙酸抑制了Cu²⁺在垂柳地上部的积累,抑制作用随着Cu²⁺浓度的增加而加强,说明乙酸能够抑制Cu²⁺由根向地上部的运输。     

磷对铝氟交互处理下茶树主要生理生化特性的影响

通过白茶和智仁早茶在铝氟交互处理下添加外源磷的水培试验,研究了不同浓度磷(0,0.2,1.0 mmol/L)对茶树主要化学成分及抗氧化酶的影响.结果表明:(1)当施入0.2 mmol/L磷时,茶叶中的蛋白质、叶绿素和茶多酚含量及SOD、POD和CAT活性均比无磷组高,且在5.0 mmol/L铝和1.0 mmol/L氟处理下,均达到最高值(叶绿素除外),表明适量外源磷的施加对茶树的生理生化特性起促进作用,并能有效缓解铝和氟毒所致的氧化损伤,从而抑制了脂质过氧化作用;(2)随着磷浓度(1.0 mmol/L)增加,茶叶中的各指标值均比无磷组和对照低,出现最低值,表明磷对铝氟胁迫下茶树的缓解效应有限,超过一定的浓度,则表现出明显的抑制作用;(3) 在外源磷的施加下,白茶的可溶性蛋白、茶多酚和叶绿素含量及SOD、POD和CAT活性均比智仁早茶的变化幅度大.因此,外源磷对茶树幼苗生理生化作用具有一定的调控效应.     

黄腐酸对水稻幼苗根系生长的影响及其与生长素的关系北大核心CSCD

该研究以水稻品种‘宁粳6号’为材料,通过外源使用黄腐酸(FA)与生长素抑制剂共同处理水稻,探究FA对水稻根系生长的影响及其与生长素之间的关系。结果表明:(1)50~800 mg·L^(-1) FA处理水稻幼苗6 d后,当FA浓度超过100 mg·L^(-1)时显著促进水稻种子根的伸长生长;FA浓度超过400 mg·L^(-1)时,与对照组相比水稻的平均侧根长和侧根密度显著增加。(2)与对照相比,低浓度FA处理对水稻幼苗根尖生长素的含量无显著影响,但400 mg·L^(-1) FA处理后显著提高了内源生长素的含量。(3)3μmol·L^(-1)生长素合成抑制剂4-联苯硼酸(BBo)、4-苯氧基苯基硼酸(PPBo)或30μmol·L^(-1)生长素信号转导抑制剂2-(对-氯苯氧)-异丁酸(PCIB)处理均可显著抑制水稻根和侧根的发生;1μmol·L^(-1)生长素极性运输抑制剂三碘苯甲酸(TIBA)可显著抑制水稻种子根的伸长生长与侧根发生,但对侧根长度无显著作用。(4)FA与BBo或PPBo共同处理可显著抑制FA对水稻根系伸长生长与侧根发生的促进作用;TIBA和PCIB分别和FA共同处理水稻,可显著抑制FA对种子根伸长生长的促进作用,且PCIB可显著抑制FA对侧根发生的促进作用,但TIBA对此没有显著影响。研究发现,外源FA可能通过调控植物内源生长素的合成、极性运输或信号转导来调控水稻根的伸长生长和侧根的发育。     

外源多胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系生长及H+-ATP酶和H+-焦磷酸酶活性的影响

采用营养液水培方式,研究了根际低氧胁迫下外源多胺对黄瓜幼苗植株根系生长,内源多胺含量与质膜H -ATP酶、液泡膜H -ATP酶和焦磷酸酶活性的影响.结果表明,根际低氧胁迫显著抑制黄瓜幼苗根系的生长,外源Put(腐胺)和Spd(亚精胺)可缓解低氧胁迫对根系的生长抑制,多胺主要以Spd的形式发挥促进性的生理作用,Put通过转化为Spd发挥作用;低氧胁迫下黄瓜根系内源多胺含量略有提高,外源多胺处理可增加内源多胺的含量;低氧胁迫下外源Put和Spd处理后质膜H -ATP酶活性显著提高,外源多胺对黄瓜根系液胞膜H -ATP酶和H -焦磷酸酶活性没有明显影响,说明低氧胁迫下外源多胺主要通过提高质膜H -ATP酶活性而发挥生理作用.