盐胁迫下3种滨海盐生植物的根系生长和分布

我国广大滨海地区的盐土上发育着大量的盐生植物,这些植物的根系对维持土壤稳定性,减小风蚀和水蚀具有重要作用。在水培条件下,针对碱蓬、盐角草和盐地碱蓬3种滨海盐生植物,研究它们在不同盐浓度条件下根系分布的差异。结果表明:一定浓度的盐分可以促进3种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大。在同样盐浓度下,盐地碱蓬的生长最快,生物量也最大。在盐分浓度较低时,3种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,盐角草增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中盐角草较碱蓬和盐地碱蓬抑制的程度轻。盐分对3种植物的根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势。在水培条件下,碱蓬和盐角草的根系上、中、下部分布的较均匀,而盐地碱蓬的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响。从根系的分布特征可以推断:盐角草比碱蓬和盐地碱蓬具有较强的抗盐性和耐瘠薄能力;碱蓬的耐盐能力较其它两种植物差,盐角草的耐盐性最强。根据3种滨海盐生植物的根系生长和分布特征,证明这3种植物的根系分属于2种功能型,碱蓬是浅根系功能型,盐角草和盐地碱蓬是深根系功能型。根系分布的参数表明3种滨海盐生植物中盐地碱蓬是用来加强土壤稳定性最好的植物。     

镉和双酚A对根系微生态效应研究进展

近年关于镉（Cd）单一污染对植株伤害的报道比较多,但是自然背景下,污染多呈复合型,而双酚A（BPA）是一种新兴的环境激激素,故研究二者复合污染具有一定理论价值和实践意义。本研究综述了Cd和BPA胁迫下植物根系的形态学变化及生理生化改变,以及镉和双酚A在植物体内的代谢过程和其对植物毒性机制的研究进展,并提出有待进一步研究的内容。研究表明Cd和BPA对根系生长的影响可能与其影响植物根系活力,矿质代谢和根系保护酶有关,低浓度的Cd和BPA对植株干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力都有促进作用,高浓度则可能存在抑制效应。     

植物根构型特性与磷吸收效率

植物根构型,即根系在生长介质中的空间造型和分布,与磷吸收效率密切相关;认识植物根构型,可为植物磷效率的遗传改良提供依据。长期以来,人们试图定量描述植物根构型,确立一个能客观全面地描述根系三维立体构型的综合指标。试验指出,植物主要通过向地性变化和根冠之间的碳源分配来改变根构型,从而影响磷吸收效率;根系向地性变化可由缺磷等因素所诱导,且存在着一定的遗传变异性。有证据表明,根构型对低磷胁迫的适应性变化是     

玉米根系形态性状和空间分布对水分利用效率的调控

玉米根系形态性状(总根长、根系表面积和根系干物质重)与植物整体水分利用效率间具有显著或极显著的相关性,回归曲线趋势基本相同,均呈二次曲线关系,只是相关系数不同。说明从提高水分利用效率来说,根系需要维持适宜的大小。其中根长对水分利用效率的贡献是第一位的,而根系干物质重的贡献最小,根系表面积介于二者之间。从空间分布来说,玉米每层节根数、节根长度和直径在父母本和杂交种间也具有显著或极显著的差异。与中下层根量相比,母本与不抗旱的父本处于上层干土中的根系数量明显较多,且根系直径大,吸水困难。而杂交种在干旱条件下上层根重和数量维持不变,或略高于不抗旱品种,但中层和下层根系数量和长度明显高于不抗旱品种,且根系直径小于不抗旱品种,这样从多的有效根系数量和低的吸水阻力两方面保证了水分的吸收,从而使其产量和水分利用效率均最高,说明通过根系形态特性和空间分布的优化能够调节作物整体的水分利用效率。     

植物根系吸水模型研究进展

植物根系吸水模型是当前生态水文和陆面过程建模领域最为活跃的研究方向,是研究流域水文、生态、环境以及水资源可持续利用等科学问题中最为关键的部分,研究植物根系吸水的物理和生理机制及其影响因素,是建立植物根系吸水模型的基础.本文通过对植物根系吸水模型研究的回顾,讨论了水分和盐分胁迫在根系吸水中的作用、根系吸水的多维模型、根系吸水在陆面过程中的作用等问题,指出植物根系吸水模型发展所面临的问题并展望了未来的发展方向.     

油菜素内酯对水稻根系发育的调控作用

在油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)化合物中,油菜素内酯(brassinolide,BL)具有活性最高、广谱和无毒等显著特点,而且具有改良植物株型、提高抗逆性等功效。根系是植物吸收水分和矿质元素的主要器官,因此阐明油菜素内酯调控根系发育的遗传、生理和生化机制,有利于更有效地利用BRs激素,实现株型的定向设计。该研究利用叶面喷施的方法分析油菜素内酯对根系侧根、根毛发育的影响;利用植物显微技术分析油菜素内酯对根系侧根结构及发育的作用;利用高压液相色谱法检测油菜素内酯对根系内其他植物激素含量的影响;利用蛋白质组学技术鉴定受油菜素内酯调控的蛋白质,分析油菜素内酯调控根系发育的生化机制。研究表明,一定浓度的油菜素内酯促进种子根、侧根、根毛的发生;提高根系细胞分裂素和赤霉素含量;可能通过调控逆境相关蛋白质来提高植物的抗逆性。     

3种荒漠盐生植物根系及根毛形态特征的比较研究

在水培条件下,针对梭梭、囊果碱蓬和钠猪毛菜3种荒漠盐生植物,研究它们苗期在不同盐浓度条件下根系和根毛形态的差异。结果表明：一定浓度的盐分可以促进3种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大。在同样盐浓度下,钠猪毛菜的生长最快,生物量也最大。在盐分浓度较低时,3种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,囊果碱蓬增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中囊果碱蓬较梭梭和钠猪毛菜抑制的程度轻。盐分对3种植物的根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势。在水培条件下,梭梭和囊果碱蓬的根系上、中、下部分布的较均匀,而钠猪毛菜的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响。3种植物的根毛与根系生长环境中的盐浓度没有明显相关性;3种植物之间,根毛的长度和密度有显著差异。从根系和根毛的形态特征可以推断：囊果碱蓬比梭梭和钠猪毛菜具有较强的抗旱性和耐极薄能力;梭梭的耐盐能力较其它2种植物差,囊果碱蓬的耐盐性最强。     

植物根系呼吸代谢及影响根系呼吸的环境因子研究进展

根系呼吸是植物通过活根向环境释放CO2的过程。根系的呼吸作用集物质代谢与能量代谢为一体,构成了地下部代谢的中心。根系呼吸进行顺利与否是衡量植物根系功能和逆境胁迫的重要指标之一,相关代谢研究已成为目前植物生理、生化和生态学等领域的热点。该文对植物根系呼吸途径、呼吸代谢关键酶和中间产物、影响根系呼吸代谢的根域环境因子以及研究进展进行了综述,并对其研究前景进行展望。     

高等植物重金属耐性与超积累特性及其分子机理研究

由于重金属污染日益严重, 重金属在土壤_植物系统中的行为引起了人们的高度重视。高等植物对重金 属的耐性与积累性, 已经成为污染生态学研究的热点。近年来, 由于分子生态学等学科的发展, 有关植物对重金属的解毒和耐性机理、重金属离子富集机制的研究取得了较大进展。高等植物对重金属的耐性和积累在种间和基因型之间存在很大差异。根系是重金 属等土壤污染物进入植物的门户。根系分泌物改变重金属的生物有效性和毒性, 并在植物吸收重金属的过程中发挥重要作用。土壤中的大部分重金属离子都是通过金属转运蛋白进入根细胞, 并在植物体内进一步转运至液泡贮存。在重金属胁迫条件下植物螯合肽 (PC) 的合成是植物对胁迫的一种适应性反应。耐性基因型合成较多的PC, 谷胱甘肽 (GSH) 是合成PC的前体, 重金属与PC螯合并转移至液泡中贮存, 从而达到解毒效果。金属硫蛋白 (MTs) 与PC一样, 可以与重金属离子螯合, 从而降低重金属离子的毒性。该文从分子水平上论述了根系分泌物、金属转运蛋白、MTs、PC、GSH在重金属耐性及超积累性中的作用, 评述了近 10年来这方面的研究进展, 并在此基础上提出存在的问题和今后研究的重点。     

植物根系对根际微环境扰动机制研究进展

根际微环境是构建植物与土壤交流沟通的桥梁,也是植物遭受胁迫时优先作出响应的区域。植物根系作为根际的主要调控者,根构型和根系分泌物种类、数量的改变均可对根际微生物和土壤动物种群分布及其结构造成影响。然而,土壤动物的扰动、微生物的分解作用也可改善根际土壤特性,提高植物抗逆性及养分利用效率,从而促进植物根系生长。可见,植物根系-根际动物-根际微生物之间存在复杂的互作关系。本文从根际内、外微环境出发,分析了根际外植物根系对微环境的物理和化学扰动、根际内植物根系与微生物的互作扰动、根际内植物根系和土壤动物的物理扰动、以植物根系分泌物为介质的化学扰动等方面研究进展,在此基础上,论述了根际微环境主要影响因子之间的互作机制,并对该领域的研究方向进行了展望。     

宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响

根系分解是陆地生态系统碳和养分循环的重要地下生态过程,研究宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响,能够丰富和完善陆地生态系统的物质和能量循环机制,为我国黄土高原植被恢复过程中植物与土壤之间的养分循环提供依据。连续2年研究了宁南山区3种典型植物(长芒草、铁杆蒿和百里香)根系的分解特征及其对土壤养分的影响。结果表明,长芒草、铁杆蒿和百里香根系年分解指数(K)分别0.00891、0.01128、0.01408,分解速率依次表现为百里香铁杆蒿长芒草。分解16个月后3种典型植物根系释放大量养分,其中碳的释放量在57.05—124.39 g/kg;氮的释放量在0.12—0.47 g/kg。3种典型植物根系对土壤养分的影响主要表现为:试验结束时,0—5 cm表层土壤有机碳含量提高了0.17—0.35 g/kg,5—20 cm土层土壤有机碳含量提高了0.26—0.35 g/kg。相关性分析可知,植物根系养分释放量与土壤养分含量之间存在一定的负相关关系,当土壤养分含量较低时,根系会增加养分释放量进行补充。由此可知,根系分解提高了土壤养分含量,有效的促进了养分在根系-土壤中的循环。     

植物根系分泌物的生态效应

根系分泌物是在一定的生长条件下 ,活的且未被扰动的根系释放到根际环境中的有机物质的总称 ,在植物主动适应和抵御不良环境中具有重要作用 :(1)通过化感作用影响根际微生物和周围其它植物的生长 ,并进一步改善植物的生态环境 (生物因素 ) ;(2 )通过对土壤中矿质元素的溶解、螯合作用、迁移和活化等作用 ,不仅在营养缺乏的情况下提高矿质营养元素的有效性 ,而且在面临重金属胁迫时能降低根际中金属污染物的活性 ,减少植物对金属的吸收。根系分泌物在植物与环境的相互作用中起着传递信息的作用     

植物根系耐盐机制的研究进展

植物根系能够摄取土壤环境中的养分与水分,在植物的生长发育中起重要的作用。植物根系由于直接与土壤环境相接触会受到非生物胁迫较大的影响。盐胁迫是主要的非生物胁迫之一,对植物根系会产生较大的伤害。综述根系在组织形态和细胞水平上对盐胁迫的应答,以及根系响应盐胁迫的信号传导途径、转录因子与基因,对植物根部耐盐机制的解析和植物耐盐基因工程工具基因的挖掘具有重要意义。     

植物根系的分泌生理及其在农业上的意义

植物根系不仅是一个强大的吸收器官,也是一个活跃的代谢、合成器官,而且还是一个积极的分泌器官。植物根系分泌物的成分植物根系能分泌各种物质,其中不仅有矿质营养元素,而且有各种有机物质。这些分泌物有     

根压与根系的主动吸水

植物根系吸收水分有两种类型:被动吸水和主动吸水,被动吸水的动力是蒸腾拉力,主动吸水的动力是根压。我认为根压不是植物根系吸水的动力,而应当是植物根系吸水的结果。理由有三点: 第一,根压的定义没有“根压是根系主动吸水的动力”的含义。“根系的生理活功使液流上升的压力称为根压”。“根压是由于根系代谢活动的结果,使木质部导管分子内产生     

北京山区的侧柏林（Platycladus orientalis）及其生物量研究

 天然侧柏林的种类组成以菊科、禾本科植物最多,豆科、百合科、蔷薇科植物次之。组成天然侧柏林植物生活型,以地面芽和高位芽植物所占比例较大,地下芽植物次之,一年生植物的比例略高于地上芽植物。31年生人工侧柏林以胸径4—5cm、树高3—4m的植株数量最多。侧柏的胸径、树高与茎重、枝条重,叶重、根系重之间具显著相关。以胸径为自变量。树木各部分干重为应变量所获得的优化模型为：茎重(Ws)=169.82D1.92(P<0.001),枝条重(WBr)=28.64D2.41,(P<0.01),叶重(WL)=10D2.82(P<0.001),根系重(WR)=e4.99+0.387D(P<0.001)。由此估算得侧柏林的各器官干重：茎15.56,枝条为6.57,叶5.16,根5.29吨／公顷。乔木层的总生物量为32.58吨／公顷。林下灌木和草本层在生长季中变化明显,9月的总生物量为7.17吨／公顷。人工侧柏林总生物量为39.75吨／公顷,年平均净生产力为1.28吨／公顷。     

疏叶骆驼刺根系对土壤异质性和种间竞争的响应

近年来, 植物根系对土壤异质性的响应和植物根系之间的相互作用一直是研究的热点。过去的研究主要是针对一年生短命植物进行的, 而且多是在人工控制的温室条件下进行的。而对于多年生植物根系对养分异质性和竞争的综合作用研究很少。该文对塔里木盆地南缘多年生植物疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)根系生长对养分异质性和竞争条件的响应途径与适应策略进行了研究, 结果表明: (1)在无竞争的条件下, 疏叶骆驼刺根系优先向空间大的地方生长, 即使另一侧有养分斑块存在, 其根系也向着空间大的一侧生长; (2)在有竞争的条件下, 疏叶骆驼刺根系生长依然是优先占领空间大的一侧, 但是竞争者的存在抑制了疏叶骆驼刺的生长, 导致其枝叶生物量和根系生物量都明显减少(p < 0.01), 而养分斑块的存在促进了疏叶骆驼刺根系的生长; (3)疏叶骆驼刺根系的生长不仅需要养分, 也需要足够的空间, 空间比养分更重要; (4)有竞争者存在的时候, 两株植物的根系都先长向靠近竞争者一侧的空间, 即先占据“共有空间”。研究结果对理解植物根系觅食行为和植物对环境的适应策略有重要意义。     

根系间的相互作用——竞争与互利

植物根系间的相互作用分为竞争和互利两种形式 ,它是决定植物群落动态变化和群落结构的重要因素。根系间的竞争包括植株个体自身根系的竞争以及个体与个体根系间 (同种或异种 )的竞争两方面 ,前者的发生在农林系统中是不可避免的并且很难调控 ,后者可以分为种间植物根系的竞争和种内植物根系的竞争。还阐述了根系的竞争能力和与其密切相关的根系生长率、根组织的新陈代谢、植物的生长形式和根系的空间结构等植物特性 ,同时介绍了根系对水和养分的竞争机理、形式、影响以及竞争强度计算方法。接着具体分析包括根系错位在内的各种根系互利现象和相关机理。影响根系间相互作用的限制性因子有土壤营养的异质性、大气 CO2 浓度、地下草食生物、根系生产力和生物量、根系结构、形态和生理调节、土壤养分的扩散性以及植物间距等。随着科技的进步和各门学科的发展 ,未来根系的研究方向主要体现在结合实践优化农林系统中不同物种间的作用关系、预测根系竞争在全球气候变化下的发展规律、更新实验研究方法及手段研究作用机理等 3个方面。     

外来入侵植物的根系觅养行为研究进展

土壤养分分布具有高度空间异质性, 植物的根系觅养行为是其对土壤养分异质性的一种适应。不同植物为了适应养分异质性会产生不同的根系觅养行为, 通过调整自身的根系觅养范围、觅养精度和觅养速度来更好地吸收利用土壤中的养分。外来植物与本地植物的竞争是决定其成功入侵的重要因素, 土壤养分等环境因素会影响它们之间的竞争关系。近年来, 外来入侵植物的觅养行为逐渐受到人们的关注, 关于入侵植物根系觅养行为的研究成果陆续出现: (1)总体来看, 外来入侵植物具有较强的根系觅养能力, 但根系觅养范围与觅养精度之间的权衡关系还不确定; (2)营养异质性会影响入侵植物与本地植物之间的竞争, 反过来, 二者之间的竞争也会影响根系觅养行为对营养异质性的响应; (3)丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)能够提高入侵植物的根系觅养能力, 外来植物入侵能够改变入侵植物对AMF的偏好性, 形成AMF对入侵的正反馈作用, 而本地植物与AMF的相互作用也会影响入侵植物的竞争力。未来还应加强营养异质环境下种间竞争和AMF共生对入侵植物根系觅养行为的影响机制研究, 以及全球变化背景下入侵植物根系觅养行为的变化与机制方面的研究, 可以更深入地认识外来植物的觅养行为在其成功入侵中的作用, 并为利用营养调控来防控入侵植物提供理论依据。     

甘蔗根系活力的研究

<正> 植物根系是吸收水分和矿质营养的主要器官,同时,也是体内许多重要有机物(包括某些生理活性物质)合成的场所。根系与地上部分正常的物质交流和循环,是植物生长正常的重要保证。就农作物而言,高产优质往往决定于根系的正常代谢;根系处于不良条件下代谢失调,常是减产的直接原因。因此,作物根系生理的研究,引起人们的广泛重视。由于根系深藏地下,要了解其活动本质,十分困难。自以提出可以利用植物伤流量来表明根系主动吸水和利用伤流分析来“诊断”植物营状况的观点后,国内外许多研究者把伤