丛枝菌根共生关系的信号机制研究进展

在植物与微生物的共生体中,最广泛的互惠共生体就是丛枝菌根.真菌在植物根系形成菌根后,菌丝通过根的皮层细胞获取植物提供的碳源,同时将矿物营养和水从土壤转运到皮层细胞,这种共生过程的研究在生物多样性的保护、陆生植物的起源与演化、退化生态系统的修复与重建以及农业、林业和园艺业的应用具有重要的意义.近年来丛枝菌根真菌与植物根系建立共生关系的信号传导途径和作用机制备受关注,也取得了突破性的进展.本文对丛枝菌根真菌与植物根系在共生关系形成、营养交换以及防御方面的分子信号和细胞方面的研究进展进行综述,并对发展前景作以展望.     

根系发育的营养调控及对其生境的影响

根系发育对土壤中无机营养的供应和分配的变化非常敏感,本文综述了N、P、K等营养影响根系的发育进程如分枝、根毛产生、直径、生长角度、结瘤作用和簇生根的形成等的机制。营养的供应对根系发育的影响既可以是直接的、是外部营养浓度改变的结果、也可以是间接的、是植物内部营养状况变化的结果。直接途径引起暴露在营养供应中的那部分根系的发育反应;间接途径引起系统的反应,并且似乎依赖于来自冠部的长距离的信使。讨论了最新所了解的内外营养感受(sensing)的机制,长距离信号的可能特征,激素在营养形态发生反应中的作用,根系性状的基因型差异和遗传特性,以及植物根系在生态恢复、防止环境污染、全球气候变化和资源可持续发展中的作用。     

酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养的影响

目的研究酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养代谢的影响。方法采用营养液培养的方法,研究不同pH 2.5、3.0、3.5、4.0和4.5模拟酸雨对大豆幼苗根系形态、根系活力及根系硝酸还原酶活性的影响。结果酸雨pH≤3.0时对大豆幼苗根系形态及根系活力的作用明显,呈现抑制作用;根系硝酸还原酶活性先随pH(≥3.5)的降低而缓慢升高,之后迅速降低。结论酸雨对大豆幼苗根系生长及矿质营养代谢有抑制作用,且pH=3.0是酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养影响的关键点。     

植物磷营养高效的分子生物学研究进展

挖掘利用植物自身的磷高效营养遗传资源是农业可持续发展的关键。磷高效营养性状涉及根形态、根分泌物、膜与体内磷转运以及菌根等许多方面,表现为数量遗传性状及受多基因控制。近年来,许多高亲和磷转运子基因已被克隆, 磷向地上部转运和磷吸收负反馈调节的控制基因也被发现, 对于根系分泌有机酸和酸性磷酸酶的基因的控制也有了一定的了解, 但目前对于根毛、排根、根构型以及菌根的营养学意义性状的分子生物学研究进展缓慢。     

植物磷营养高效的分子生物学研究进展

挖掘利用植物自身的磷高效营养遗传资源是农业可持续发展的关键.磷高效营养性状涉及根形态、根分泌物、膜与体内磷转运以及菌根等许多方面,表现为数量遗传性状及受多基因控制.近年来,许多高亲和磷转运子基因已被克隆,磷向地上部转运和磷吸收负反馈调节的控制基因也被发现,对于根系分泌有机酸和酸性磷酸酶的基因的控制也有了一定的了解,但目前对于根毛、排根、根构型以及菌根的营养学意义性状的分子生物学研究进展缓慢.     

植物根系分泌及其在林业中的意义

本文简要介绍了植物根系分泌物的成分、数量, 充分讨论了根系分泌的影响因素、根系分泌的部位及根系分泌物在土壤中扩散的范围, 并阐明了树木通过根系分泌对土壤营养条件、土壤微生物及其它相邻植物均有显著的影响。     

营养膜无土栽培技术

营养膜技术(Nutrient Film Technique简称NFT)是国外广泛采用的一种特殊的无土栽培方法。它是将植物栽植在一个狭长的不透水的营养槽中,槽中有缓慢流动的营养液。植物根系的一部分浸没在营养液中,一部分露在空气中,植物从这种小环境中吸收水、营养物和氧气。     

营养元素缺乏对根系生长发育的影响

根系是吸收养分的器官,而根际营养成份对根系生长发育又有较大影响。Duncan和Ohlrogge应用分根培养的方法比较研究了氮、磷元素对根系生长发育的效应。Barley曾评述对根系的形态与养分吸收的关系。本文着重研究营养元素缺乏对根系生长发育的影响。     

磷铁锌缺乏时植物根系泌H~ 量增加原因的浅见

化学肥料生产使用后,作物产量得到了大幅度的提高,致使人们常常采用施肥等措施改良培肥土壤,以满足作物高产的需要,但这种“石油农业’咖速了能源的消耗和对环境的污染。因此,60年代后,利用作物对贫瘠土壤的适应性,充分发掘土壤和肥料中养分的利用潜力受到了越来越多的重视。对植物缺铁、缺磷等条件下的营养生理特性进行了较多的研究。其中根系分泌物是研究的焦点之一‘’“,在根系分泌物中,根系泌H“量增加引起生长介质或根际土壤酸化又成为人们最关注的问题。已知供应NH。N源以及缺磷、缺铁、缺锌等可使植物根系泌H“量增加［…     

植物根系提水作用研究述评

根系提水作用是植物在干旱生境下,通过根系将深层湿润土壤中的水分提升至浅层干燥土壤中的一种生理过程,不同植物具有不同的根系提水强度。这一研究的基本方式是分根法,而时域反射仪(TDR)法和中子水分仪法则是近年来较受重视的测定方法,并逐步由室内测定向大田测定过渡。研究的主要内容可归纳为五个方面,其中在根系提水作用与植物蒸腾作用、浅层土壤营养的有效性以及与植物遗传性的关系等方面,研究结果较为一致,但在提水的数量和发生提水作用时土壤水分状况等方面,研究结果不尽相同;对植物光合、呼吸等其他代谢的影响以及室内测定结果与大田条件一致性等问题的研究,报道较少,特别是作用机理的研究。因此,深入这方面的研究对于进一步提高植物水分利用率,促进旱地节水农业和畜牧业的发展具有重要的意义。     

营养膜无土栽培技术

前言营养膜技术(Nutrient Film Technique简称NFT)是国外广泛采用的一种特殊的无土栽培方法。它是将植物栽植在一个狭长的不透水的营养槽中,槽中有缓慢流动的营养液。植物根系的一部分浸没在营养液中,一部分露在空气中,植物从这种小环境中吸收水、营养物和氧气。由于这种方法采用很薄一层营养液在根际周围流动,裸露的根     

干旱下植物激素影响作物根系发育的研究进展

植物激素是指在植物体内某些部位合成、可被运输到其他部位调控植物生长发育的微量有机物质,在植物生命活动中发挥重要作用。根系是作物吸收水分和养分的重要器官,其形态决定了作物获得养分和水分的能力。作物发达的根系与其抵抗干旱环境胁迫息息相关,而植物激素在作物根系发育中发挥关键作用,因此深入了解干旱胁迫下植物激素对作物根系发育的影响对农业的安全生产是至关重要的。本文就干旱胁迫下植物激素如何调控及不同激素协同调控作物根系生长发育的研究进行了概述,并讨论了激素在作物抗旱上应用的意义及将来可能开展的研究方向。     

水稻根系泌氧对土壤微生物区系及氮素矿化影响的研究进展

根系泌氧(radial oxygen loss,ROL)是水稻在长期淹水状况下从土壤中有效获得养分的重要机制之一,对水稻的生长发育具有重要意义。近年来,研究人员发现并阐明了水稻根系泌氧对于包括厌氧菌、好氧菌及兼性厌氧菌在内的土壤微生物种群数量和种群多样性的影响;大量研究也报道了根系泌氧能促进水稻根际土壤中有机氮的矿化。土壤有机氮矿化与土壤中的微生物区系密切相关,二者之间的相互作用进一步促进水稻对氮素营养的吸收与代谢。本文就水稻根系泌氧对土壤微生物区系和有机质矿化作用的影响进行综述,系统介绍了水稻根系泌氧可能的机理、对微生物区系的影响以及对有机氮矿化的促进作用,提出了目前水稻根系泌氧研究所面临的问题,并展望了水稻根系泌氧的研究前景。     

植物根系质外体屏障研究进展

根是植物吸收水分和矿质营养以维持生命活动的重要器官。根系的构型和超微结构具有物种特异性, 对水分和矿质营养的吸收有不同程度的影响。其中, 内、外皮层的木栓层和凯氏带是2种重要的质外体屏障, 可非定向地阻断水分和离子运输, 在植物生长发育及响应逆境胁迫中发挥重要作用。尽管如此, 植物根系质外体屏障的结构、化学组成、生理功能、生物合成及其调控仅在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中被广泛研究。近年来, 关于作物大麦(Hordeum vulgare)、水稻(Oryza sativa)以及部分牧草的根系质外体屏障研究报道逐渐增多。该文系统比较了拟南芥、大麦、水稻以及部分牧草根系质外体屏障的异同, 提出今后的研究方向, 以期为深入探索禾本科作物和牧草根系质外体屏障在生长发育和逆境适应中的作用奠定理论基础, 并为作物和牧草育种工作提供新思路。     

用卫星DNA沉默载体研究植物矿质营养相关的基因：以沉默番茄的高铁还原酶基因FR01为例

病毒诱导的基因沉默（VIGS）是近年来发展的一种研究植物基因功能的新技术．至今尚不明确这种新技术是否能够有效地沉默植物根系中与矿质营养相关的基因．本研究中,以根系高铁还原酶基因FR01为例,探讨了一种改进的卫星DNA沉默载体（DNAmβ）在研究与根系矿质营养相关的基因功能中的适用性．将番茄的铁还原酶基因FRO1的cDNA片段插入到DNAmβ载体中,构建了FRO1基因的沉默载体,并利用农杆菌介导法和辅助病毒中国番茄黄化曲叶病毒一起接种番茄．结果表明,缺铁番茄根系的FROImRNA水平显著降低,同时,铁还原酶活性也明显降低,上述结果证明了VIGS技术可以用来研究植物根系中与矿质营养相关的基因功能。     

The sexual dimorphism displayed by the roots of mulberry (Morus alba) saplings depends on the sex of the neighboring plants

桑树幼苗根系表现出的性别二态性取决于相邻植株的性别 雌雄异株植物通常呈现性别二态性,但其雌株和雄株的根系性状和养分吸收如何响应相邻植株 的性别变化尚不清楚。本研究以中国广泛栽培的雌雄异株植物桑树(Morus alba)为试验对象,在水培环境 下,采取雌-雌、雄-雄和雌-雄3种组合种植模式进行试验。植株生长3个月后,分别测定雌雄植株根系的解剖结构、形态、营养浓度和生物量。研究结果表明,在水培环境中,与同性相邻相比,当桑树雄株与异性相邻时,其根系木质部变小,根和径生物量减少,根系中N、P、K浓度增加。相比,当桑树雌株与异性相邻时,其根系木质部变大,细根长度、表面积和体积以及根系δ¹³C和N、P、K浓度增加。雌雄植株根系δ¹³C和N、P、K浓度的变化与根系性状的改变有关。这些结果表明,相邻植株的性别影响了雌雄桑树根系解剖结构和形态。同时,雌雄植株对相邻植株性别改变的响应呈现性别二态性,这种二态性响应影响了雌雄植株水分利用效率和营养吸收。这些发现对于理解森林和自然系统中其它雌雄异株物种的种群动态变化具有重要意义。     

植物的根营养

植物根营养的范围是极其广阔的。它包括着有关於吸收和同化土壤中礦物物质和有机物质的问题,有关於水分的吸收和用水分供应地上器官的问题,有关於根系活动的和根系同周围环境条件相互作用的许多其他表现的问题。在本概述中,我们只谈论属於植物对矿物质的吸收和同化的问题以及属於阐明各个器官在这个过程中的作用的问题。同时,我们将用主要的注意来阐明根系在同化营养物质中的作用。植物同化土壤中的营养物质是极其复杂的过     

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。     

根分泌物与土壤肥力

植物生长在土壤中 ,既要从土壤中摄取营养 ,又要对土壤产生一定的响应。植物根系的生理特性和根 -土界面的营养环境是影响土壤养分有效性和植物生长的主要因素之一。根分泌物就是植物根对土壤肥力的一种响应。它是根对土壤因素的生化适应的产物。1　根分泌物的种类根分泌物是植物根系释放到周围环境中的各种物质 ,它是生物间相生相克关系不可缺少的成分。根分泌物的产生是通过代谢途径和非代谢途径。代谢途径包括初生代谢和次生代谢。根分泌物的种类繁多 ,数量各异 ,不仅有糖、有机酸和氨基酸等初生代谢物 ,还有酚类等次生代谢物 ,更有一些…     

养分在植物体内循环的奥秘

植物的生长和发育离不开养分,其中所需的矿质营养主要来自根系的吸收。根系在供应植株地上部养分的同时,它还受到地上部养分需求的调节。因此植物根系和地上部之间保持着密切的联系,这种联系就是通过植物体内的养分循环来实现。植物体内的养分循环是指根系吸收的矿质营养,经木质部运输到地上部,其中一部分养分又经韧皮部返回根系的过程,即矿质营养经历了一个完整的循环过程:根系→木质部→地上部→韧皮部→根系。上述由地上部返回到根中的养分不能被根系完全利用,其中一部分又可经木质部再次运到地上部分,这一过程称为养分的再循环。根据矿…