植物根系分泌物的作用及其意义

自1904年Hiltner提出根际的概念后,植物根系分泌物的作用普遍受到研究者的重视,尤其是过去的30~35年间,人们对根系分泌物的组成、生产场所有了更深刻的认识。本文评述了根系主要分泌物调节植物体内代谢产物平衡及调控外界生态环境中的作用,并结合自己的研究工作,进一步肯定了     

水稻根际含氧量对根系生长的影响

以多个水稻品种为材料, 采用营养液培养试验, 通过气泵增加水稻根际的含氧量, 研究水稻根际含氧量与根系生长的关系。结果表明, 在水稻生长过程中, 抽穗期根系吸收氧气的能力最强, 需氧量最大。根际含氧量对水稻根系形态与分布有影响, 增氧显著增加根长, 提高根系自根基到根尖10~20 cm、＞20 cm部分所占的生物量比例, 同时减少根数; 而在缺氧环境下生长的水稻根数增多, 根长缩短。氧溶量对水稻根系活力的影响存在品种间差异, 提高水稻根际的氧溶量, 杂交稻汕优63和国稻1号齐穗期根系的活跃吸收面积和根系活力显著增加; 根系活力较高的常规籼稻湘早籼11和甬粳18在充氧处理中的根系活力也明显提高, 但根际氧含量的增加对根系活力较低的水稻品种湘早籼24和春江06的根系活力并无明显作用; 缺氧环境下生长的水稻根系的活力降低。     

根系分泌物对根际土壤关键氮转化过程的影响

根系分泌物是影响土壤氮素转化、N₂O排放和植株氮肥利用率的重要因素之一,也是土壤学、植物营养学、作物生理生态与耕作栽培学、环境科学等学科的重要关注点。为全面认识根系分泌物在土壤氮循环中的作用,综述了根系分泌物的种类和测定方法,介绍了根系分泌物影响土壤关键氮转化过程及N₂O排放的机理,根系分泌物对土壤硝化和反硝化过程及N₂O排放的抑制作用,并对该领域未来的研究方向进行了展望。为土壤氮素转化的土壤–植物–微生物互作机制研究提供一定参考,以进一步提高氮肥利用率,减少氮肥引起的环境污染。     

根际温度胁迫对小麦根系形态及生理影响的研究进展

小麦根系既是水分和养分吸收的主要器官,又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所,其生长发育关系到小麦最终产量和品质。全球气候变化下频发极端高温或低温灾害,极端气温导致极端根际温度,直接作用小麦根系并影响其生长。根据近年来国内外关于根际温度胁迫对小麦根系生长影响的研究成果,重点阐述根际温度胁迫对小麦根系形态及生理指标的影响,并针对当前小麦根系研究的主要问题和未来研究方向与前景进行了讨论,以期为小麦抗逆栽培根系调控提供理论依据。     

植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展

为揭示植物与土壤微生物之间互作关系的途径与机制,综述了根际有益微生物对植物生长发育的促进作用以及植物根际分泌物对土壤微生物的影响这2个方面的研究进展,主要分述了根际促生微生物PGPM对植物生长发育的促进作用;生防微生物BCA对植物生长发育的促进作用;根系分泌物的组成;根系分泌物的功能;根系分泌物影响土壤微生物的途径等方面的内容。指出植物与土壤微生物之间互作关系机理的研究还不够深入,对PGPM菌株的筛选和适应能力的研究,生防微生物的生态适应性及对靶标病原菌的作用机制研究,对根系分泌的分离鉴定方法的优化及化感作用途径等需要更深入探究。今后应加大现代分子生物学技术在相关研究中的应用,将分子生物学技术与传统培养方法相结合,进一步揭示植物与土壤微生物之间的互作关系。     

西瓜断根嫁接育苗根际营养体积对根系活力和秧苗质量的影响

采用3种不同深度的50孔穴盘进行断根嫁接西瓜苗试验,结果表明：嫁接苗龄20d时,处理间株高、茎粗、叶面积、叶片数等生物学特征无显著性差异,与根际营养体积无显著性相关关系。嫁接苗龄25d后,3个处理间表现出株高、地下部干重、叶面积指数、壮苗指数及根系活力与根际营养体积显著相关,78．4cm^3,82．9cm^3的孔穴体积抑制了秧苗的生长和根系生理活性。研究认为：孔穴为78．4cm^3和82．9cm^3的穴盘苗嫁接后最佳苗龄为20d,最长不宜超过25d;孔穴为131．6cm^3的穴盘苗嫁接后苗龄可达30d。     

根系分泌物及其在植物生长中的作用

根系分泌物是植物与外界进行物质交流的重要媒介,研究根系分泌物对于明确和协调植物和环境之间的关系有很大的理论和实践意义。本文回顾了近年来有关根系分泌物的研究进展,包括其种类、组成、产生途径及其影响因素,并着重论述了根系分泌物在植物生长中的作用,同时对其研究前景进行了探讨。     

盐碱对植物生理及根际土壤微生物影响研究进展

盐碱地是一种重要的农业土地资源。我国盐碱地面积大,生产能力差,严重制约了现代农业的高速发展。综述了盐碱对植物细胞膜透性、可溶性蛋白含量等生理指标的影响,同时总结了盐碱地植物根际土壤微生物群落研究现状,以期为促进植物耐盐碱性研究、利用及改良盐碱地提供理论参考。     

陆地棉根系分泌物对黄萎病菌生长发育的影响

以不同抗黄萎病性的6个陆地棉品种(系)为材料,研究陆地棉根系分泌物对黄萎病菌生长发育的影响.结果表明,感病品种根系分泌物中氨基酸种类和数量显著多于抗病品种.与感病品种相比,抗病品种根系分泌物中缺少天门冬氨酸、苏氨酸、谷氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和脯氨酸等9种氨基酸,而精氨酸又是抗病品种所特有的.二类品种根系分泌物中糖类物质种类差别不大,但感病品种根系分泌物中的葡萄糖、果糖和蔗糖含量均显著高于抗病品种.研究结果还表明,抗病品种根系分泌物可有效地抑制黄萎病菌孢子的萌发和菌丝的生长,而感病品种根系的分泌物则促进黄萎病菌的生长.     

作物根际环境及其研究方法

根际是指受植物根系的影响,在物理、化学和生物学特性上不同于周围土体的根表面的微域土区。它是土壤—根系—微生物三者相互作用的场所,也是各种养分、水分和有益或有害微生物进入根系的门户。培育作物对贫瘠和含酸、碱、盐等有害物质的不良土壤的适应性,提高肥料和水的利用     

植物根系分泌物研究综述

根系分泌物是植物体通过地下部分和环境之间进行物质、能量以及信息传递的重要媒介。有关根系分泌物收集方法、成分种类鉴定、作用等方面的研究是植物营养、植物次生代谢、环境修复等研究的核心内容。文章针对上述内容结合近些年的研究报道,归纳了根系分泌物的作用及影响因素,综述了植物根系分泌物的收集、分离、纯化以及种类成分鉴定方面的研究进展,以期为根系分泌物的系统研究提供借鉴和参考。     

棉花根系分泌物对棉苗生长及生理活性的影响

 以中棉所35为材料,研究了棉花根系分泌物水收集液对棉苗生长及生理活性影响。实验结果表明：根系分泌物低浓度时对棉花种子萌发,棉花幼苗植株的根长、株高、地下部分鲜重及地上部分鲜重有促进作用,而高浓度时有抑制作用;不同浓度的根系分泌物均有使棉苗根系活力减弱、叶绿素含量降低的趋势;根系分泌物低浓度时能促进酶SOD活性。     

人参根系分泌物对种子萌发的自毒效应

采用浸种培养的方法,将人参根系分泌物组分为:苯甲酸、邻苯二甲酸二异丁酯、丁二酸二异丁酯、棕榈酸和2,2-二(4-羟基苯基)丙烷,稀释成1.00、0.10 mg/L和0.01 mg/L水溶液,在培养皿中培养人参种子特定时间后,测量种子胚根及胚轴长度,研究不同化感物质对人参种子萌发的自毒效应.研究发现,苯甲酸和2,2-二(4-羟基苯基)丙烷在1.00 mg/L时对胚根生长有显著抑制作用,棕榈酸在该浓度对胚轴生长的抑制作用达极显著水平;邻苯二甲酸二异丁酯在0.10mg/L时对胚根生长表现轻微促进作用;除2,2-二(4-羟基苯基)丙烷外的4种物质在该浓度下对胚轴生长有抑制作用,苯甲酸和邻苯二甲酸二异丁酯在0.01 mg/L时对胚轴生长表现轻微促进作用,棕榈酸和2,2-二(4-羟基苯基)丙烷表现轻微抑制作用.结果表明,根系分泌物的化感效应与化感物质的种类及浓度表现明显相关性,苯甲酸、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷和棕榈酸对人参种子胚根或胚轴生长有较强化感效应.根系分泌物中酚酸和有机酸类化合物加速了人参连作障碍的形成.     

麦棉套作Bt棉花根系分泌物对土壤速效养分及微生物的影响

在砂培条件下,设置改良3∶1式麦棉套作试验,采用1/2 Hoagland-Aron营养液培养棉苗,溶液法收集根系分泌物.以中性去离子水为对照,将收集到的棉花根系分泌物与不同粒径的土壤混合培养15 d后,测定棉花根系分泌物对不同粒径土壤速效养分(速效氮、速效钾、速效磷)含量和土壤酶活性的影响.同时在大田条件下,研究改良3∶1式麦棉套作系统中套种行土壤养分、微生物数量和土壤酶活性的变化.结果表明:棉花根系分泌物促进了土壤中磷、钾向有效态的转化,土壤速效氮(硝态氮、铵态氮)含量下降,速效磷、钾的含量分别比对照提高了19.2%和34.0%,土壤酶活性比对照提高了12.2%.细菌和真菌的数量比对照高49.8%和52.9%,土壤蔗糖酶活性升高.     

植物根际解磷细菌与植物生长发育

综述了土壤解磷细菌（PSB）的种类、数量、分布,解磷能力以及对植物生长发育影响,目的是为解磷菌的开发应用和进一步研究提供信息。众多研究表明,土壤中普遍存在能够分解矿质态磷和有机态磷的微生物,而且植物根际土壤的解磷细菌不仅数量多于土体,其种类也明显多于土体土壤。一些接种试验表明,如果条件适宜,解磷细菌可以分解许多难溶性的磷酸盐,为植物提供有效的磷素营养。除分解矿物态的磷酸盐外,解磷菌对植物还具有促生作用,其机制是解磷菌分泌的激素对植物的生长发育产生了影响。文章最后还对今后的研究作了展望。     

芳香植物精油对竹子根际微生物种群的影响

竹林生态系统虽然比较稳定,但病原菌也较多,使用生物农药是竹林可持续发展的必然道路。许多芳香植物精油具有优良的抗菌活性,都有作为生物农药的潜力。但是竹林土壤微生物也可能受到精油抑菌性能的影响。本研究选取常见5种芳香植物精油香茅、肉桂、大蒜、生姜和茶树精油,对其化学成分进行鉴定并对毛竹实生盆栽苗的土壤进行处理,测定毛竹根际土壤微生物的细菌丰度和种群多样性。结果表明,5种精油会降低毛竹根际微生物的丰度和多样性,使变形菌门的细菌成为绝对优势菌群。对微生物的影响从大到小依次是香茅、生姜、茶树、肉桂和大蒜精油。     

不同抗性棉花品种根系分泌物及酚酸类物质对黄萎病菌的影响

 对来自新疆的5个抗黄萎病性不同的棉花品种根系分泌物进行收集分析,测定其对黄萎病菌生长的影响。结果表明：抗病品种的根系分泌物能抑制黄萎病菌生长,与对照相比,其处理菌落直径减少2%～40.00%;耐病品种根系分泌物前期促进菌丝生长,后期表现为抑制作用;感病品种根系分泌物能促进病菌生长。HPLC检测棉花根系分泌物的酚酸有没食子酸、绿原酸、香草酸和对-香豆酸,不同品种其含量有一定差异。在PDA培养基中加入外源酚酸测定其对黄萎病菌生长的影响,发现绿原酸和对-香豆酸在各浓度均抑制病菌生长;香草酸在低浓度(<400 mg·L^-1)时前期促进,后期抑制,高浓度时始终抑制病菌生长;浓度小于800 mg·L^-1时没食子酸对菌丝有明显促进作用。     

蚯蚓粪对龙眼断根生长及根际环境的影响

为了研究蚯蚓粪对果树根系生长和根际的影响,以“石硖”龙眼为试材,把龙眼的根系剪断后分别插入装有蚯蚓粪、牛粪和果园土的根际袋中,研究断根后龙眼根系的生长情况、根际袋中蚯蚓粪的养分变化情况以及根际微生物的情况。结果表明：与果园土相比,蚯蚓粪和牛粪诱导新根生长的量分别提高了342.3%和231.6%。蚯蚓粪中氮的含量分别比牛粪和果园土高144.3%和434.1%,磷的含量分别高366.5%和1256.0%,钾的含量分别高248.9%和392.0%。蚯蚓粪和牛粪中放线菌的数量分别比果园土高240.5%和211.1%,细菌的数量分别比果园土高255.9%和229.6%,蚯蚓粪中真菌的数量与果园土相差不大,而牛粪中真菌的数量比果园土高204.6%。蚯蚓粪是最适宜龙眼根系生长的基质。