甬优系列籼粳杂交稻根系形态与生理特征

以甬优籼粳杂交稻群体(A)为研究对象,在稻麦两熟制机插高产栽培条件下,以三系杂交粳稻群体(B)、超级常规粳稻(C)和超级杂交籼稻群体(D)为对照的试验,旨在揭示甬优系列籼粳杂交稻超高产根系形态生理特征。结果表明:(1)在生育中、后期,A的根系干重、地上部干重、根尖数、根系长度、根系表面积、根系体积及根冠比均显著高于B、C和D。(2)抽穗期不定根(根径0.3 mm)的根尖数、根系长度、根系表面积和根系体积占总根的比例表现为A大于B和C,小于D;细分支(根径≤0.1 mm)与粗分支(0.1 mm根径≤0.3 mm)的根尖数、根系长度、根系表面积和根系体积占总根的比例均表现为A大于D,小于B和C。抽穗期土层0~5 cm、5~10 cm和10~15 cm范围根干重占根系总干重的比例表现为A大于B和C,小于D;土层15~25 cm、25~35 cm、35~45 cm、45~55 cm范围根干重占根系总干重的比例表现为A大于D,小于B和C。(3)A抽穗后根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系伤流强度以及根系氧化力和根系还原力均高于B、C和D。与杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻相比,甬优系列籼粳杂交稻具有根冠协调水平高、群体根量大、分支结构优、根系深扎性好以及中、后期生理活性强等优势,这种根系特征为其超高产的实现提供了重要保障。     

缺钾对棉花幼苗根系生长的影响及其生理机制

缺钾及因缺钾而导致的早衰已成为当前我国棉花生产的主要限制因素, 而根系的生长发育与钾素营养互相影响、关系密切。本试验在生长室内营养液培养条件下,调查缺钾对棉花幼苗根系性状指标的影响, 测定根系游离吲哚乙酸(IAA)和乙烯释放量。结果显示, 与适钾处理(0.50 mmol L^-1)相比, 缺钾处理(0.05 mmol L^-1)显著抑制了根系伸长和侧根发生, 而且侧根的减少主要由侧根发生区的缩短所致, 侧根发生密度并无变化, 似乎缺钾减慢了侧根发育的进程, 但不改变可以发育为侧根的中柱鞘细胞的发育状况。此外, 细根(0.05~0.20 mm)生长受缺钾的影响最大, 绝对根长、根表面积、根体积及其占总根系的比例均显著降低;中等根(0.25~0.45 mm)受到影响最小, 粗根(>0.45 mm)居中。由于细根的吸收活性强于中等根和粗根, 因而缺钾幼苗的钾营养状况较根系生长更为恶化, 处理4 d和10 d的整株钾积累量仅分别为适钾处理的25%左右和16%左右, 而其总根长和根系总表面积分别相当于适钾处理的35.7%~38.0%(处理4 d)和47.7%~50.6%(处理10 d)。与适钾条件相比,缺钾使根系的游离吲哚乙酸(IAA)含量降低约50%, 而乙烯释放量提高将近6倍, 这可能是缺钾抑制棉花幼苗根系生长的重要原因之一。     

白掌花粉活力检测及其超低温保存研究

对引种的20种白掌鲜花粉的活力、含水量及室温下寿命进行测定,并研究20种白掌花粉活力超低温保存2年内的变化。结果表明：所试验的白掌鲜花粉萌发率约为28%~59%,品种间鲜花粉的活力差异较大;测试的各个白掌品种鲜花粉的含水量约为10%~13%;所试验的白掌品种鲜花粉的寿命均不超过15天;同一白掌品种间,超低温保存时间的长短会使白掌品种花粉活力产生变动;超低温保存2年,所有测试白掌品种的花粉活力均没有损失,部分品种花粉活力还有明显提升,说明超低温保存为白掌花粉种质资源长期保存的一种理想方法。     

澳洲坚果花粉保存及生活力测定

为研究澳洲坚果花粉最佳保存方法,为人工授粉提高产量及杂交育种亲本组合提供理论依据,以澳洲坚果品种D的花粉为材料,采用自然干燥,干燥皿干燥,40 ℃烘箱干燥3种干燥方式,分别干燥2 h,6 h,10 h,24 h,并在低温（4 ℃）条件下保存5 d、10 d、15 d、20 d、25 d、30 d,以琼脂培养法测定花粉萌发率。结果表明：自然干燥和干燥皿干燥方式下花粉萌发率差异不显著,但两者均极显著高于40 ℃烘箱干燥方式下的花粉萌发率;自然干燥下4个干燥时间在保存了20 d内的花粉萌发力均能用于人工授粉;干燥皿干燥2 h、6 h保存20 d内的花粉萌发率均在15%以上,可以在生产中应用;40 ℃烘箱干燥方式处理下,所有干燥时间和保存时间的花粉萌发力均在15%以下,对于人工授粉没有价值;在低温（4 ℃）保存下,澳洲坚果花粉萌发率以自然干燥方式下干燥2 h保存5 d最佳,为42.24%;但是综合考虑外界环境调控的容易程度,在生产中选择干燥皿干燥方式为最佳。     

30%己乙水剂对玉米根系生理活性的调控效应

以玉米品种农大3138为材料，在大田和PVC管栽条件下研究了应用植物生长调节剂30%己乙水剂对玉米根系生理活性的影响，结果表明，玉米6叶期用400 mg/L 30%己乙水剂叶面喷施处理，可增加根系干重，显著提高第8层根（气生根）量，提高拔节期和籽粒形成期1～4层根、6～7层根的活力；提高拔节期和籽粒形成期1～4层根中蔗糖转化酶活性。15N示踪试验结果表明，30%己乙水剂处理提高了玉米灌浆期氮的累积，增加了向果穗和根系的分配，提高了根系伤流量和根系中氨基酸含量。30%己乙水剂处理后，玉米根系中生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸等激素含量的变化同根系生理活性变化相应，特别是通过根系伤流液向地上部输送细胞分裂素的能力增强，可能是整株生长发育改善的重要原因。30%己乙水剂施用提高玉米产量11.7%。     

冷藏对菜蚜茧蜂羽化率及寿命的影响研究

为了明确不同温度、不同僵化天数以及冷藏时间对菜蚜茧蜂羽化率及寿命的影响,找出菜蚜茧蜂最适冷藏条件。实验在不同温度(2、3、4、5、6℃)下冷藏不同僵化程度（僵化1、2、3、4、5天）的菜蚜茧蜂僵蚜5、15、25天。结果显示：随冷藏时间的延长菜蚜茧蜂的羽化率有所降低;僵化4、5天的僵蚜更耐冷藏,4~5℃较适合菜蚜茧蜂低温冷藏。6℃时有部分虫体在冷藏过程中羽化。冷藏期为5、15天时,可存活2~3天。冷藏期为25天时,寿命为1~2天。因此,菜蚜茧蜂最适宜在僵化4~5天时,于4~5℃冷藏。     

不同种植年限对枸杞根系及土壤环境的影响

宁夏枸杞是西北干旱地区重要的经济作物, 为了进一步明确不同种植年限枸杞根系及土壤环境的动态变化, 以不同种植年限‘宁杞1号’苗木及其根际土壤为试验材料, 研究枸杞根系生理特性以及土壤酶活性、有机碳、微生物数量和多样性等根际土壤理化特性的变化规律。结果表明, 随着种植年限的增加, 根系比导率先逐渐增大, 种植5年开始逐年减小; 根系活力逐渐减小, 根系相对电导率逐渐增大, 虽然7年生植株根系相对电导率减小, 但减小程度不显著; 根围0~150 cm深处土壤平均含水量在前5年内逐渐增大, 种植7年地块60 cm以上浅层土壤水分显著降低; 根围0~100 cm深处土壤孔隙度不断减小; 土壤微生物总量趋于上升, 其中, 土壤细菌和真菌数量趋于上升, 放线菌数量变化不显著; 土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)逐年降低, Shannon指数(H)和丰富度指数(S)变化趋势相对一致, 为先下降后上升; 土壤有机碳活性逐渐下降, 虽然种植5年地块的LFOC活性和种植7年地块的DOC活性有小幅上升, 但总体趋势一致; 土壤脱氢酶活性相对稳定, 没有出现显著的增大或降低; 土壤磷酸酶活性一直处于增大趋势; 土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶以及土壤蔗糖酶活性变化趋势相对一致, 均先减小后增大。综合分析表明, 随着种植年限的增加, 土壤活性、肥力和土壤微生物多样性降低, 土壤微环境对根系生物活性的毒害作用增大; 根系生存环境的变化使根系活性降低, 影响枸杞根系导水率和植株对土壤的水分利用。     

栽培技术优化对冬小麦根系垂直分布及活性的调控

为探索优化小麦根系构建,促进小麦根系功能发挥,以达到小麦高产高效的栽培技术,于2012—2013和2013—2014年度小麦生产季,通过大田试验,比较研究了鲁原502在旋耕-基肥撒施(RT-SF),深翻-基肥撒施(PT-SF)和苗带旋耕-间隔深松-分层深施肥(SRT-SS-DT)3种栽培技术下产量及其构成,研究麦田0~90 cm内不同土层根系形态分布及生理特性的差异。与RT-SF和PT-SF处理相比,SRT-SS-DT处理显著提高了小麦的千粒重及单位面积穗数,使最终产量提高了3.96%~13.29%。SRT-SS-DT处理促进了小麦根系生长发育,拔节后15~60 cm土层内的根长密度和根干重密度、30~75 cm土层内根系总吸收表面积和活跃吸收面积较其他处理显著提高,尤其是在施肥层(15~30 cm土层)。开花后20 d,15~30 cm土层SRT-SS-DT的根系总吸收表面积和活跃吸收面积较RT-SF提高了66.3%和56.5%,较PT-SF提高了75.9%和59.8%。SRT-SS-DT增强了15~90 cm土层的根系活力,同时减缓了生育后期根系活力的下降,开花期至花后20 d,15~30 cm土层根系活力下降值在SRT-SS-DT处理下较RT-SF和PT-SF降低了28.5%和14.9%。此外,在花后20 d,SRT-SS-DT处理小麦15~90 cm土层根系表现较低MDA含量和较高SOD活性,尤其是15~30 cm土层,根系SOD活性分别比PT-SF和RT-SF处理高20.6%和10.9%。15~90 cm土层根系活力和根干重占比与小麦产量呈显著正相关。结果表明,通过对苗带旋耕、间隔深松和分层深施肥等栽培技术的集成和优化,可以有效扩展深层土壤根系的分布,提高深层土壤根系的活性,尤其是施肥层,有助于小麦产量提高。     

基于文献计量分析的根系分泌物研究进展

为深入了解根系分泌物研究进展及发展趋势,以Web of Science核心合集数据库2002—2022年根系分泌物的相关文献为数据源,采用文献计量学方法,借助软件VOSviewer和CiteSpace对年发文量、高产发文国家间合作关系、发文机构、期刊分布、文献共被引和高频关键词等进行可视化处理,并对不同研究阶段主要研究内容进行分析。结果表明,近20年根系分泌物研究领域年发文量总体呈上升趋势,在国际范围内受重视程度越来越高。中国、美国合作关系密切且合作发文最多,中国科学院与美国科罗拉州立大学致力于该领域研究并做出突出贡献,《Plant and Soil》和《Soil Biology&Biochemistry》为主要载体。生态系统、根际微生物、有机酸、基因、胁迫和植物适应性为根系分泌物研究的核心主题;不同研究阶段主要研究内容由早及近表现为信号传导—养分获取—化感作用—植物修复—植物与微生物互作。在分子水平上揭示植物与根际微生物的互作机理、根系分泌物与根际微生物在植物生长过程中的调控功能及分子机制等更为细化的研究将会成为未来一段时间的新兴研究热点。     

基于图像分析方法的水稻根系形态特征指标的定量分析

利用图像分析方法定量研究水稻根系形态特征指标的变化规律。通过实施不同水氮处理和不同品种的水稻桶栽试验,选用WinRhizo (WR)软件的不同模式(LM和T200)分析根系图像,分别提取根直径范围0~0.30 mm和0.25~1.80 mm的根系形态数据,并与基于Image-Pro Plus 6.0软件(IP)的根直径和不定根长的测量结果进行比较分析;确定了3种水稻品种不同类型根直径的范围;对不同生育时期水稻根长、根体积、根表面积、根系干重和不定根数量等水稻根系形态特征指标变化差异,以及分枝特征进行了分析。结果表明：(1)基于WR软件LM和T200模式下的根直径测量结果与基于IP软件的测量结果之间NRMSE分别为5.44%和10.95%。(2)界定细分枝根直径范围为0.03~0.10 mm,扬稻6号(V3)粗分枝根和不定根分别为0.10~0.30 mm和0.30~1.65 mm,而日本晴(V1)和武香粳14(V2)分别为0.10~0.25 mm和0.25~1.40 mm,不定根长与IP测量结果进行比较,其NRMSE为10.78%~12.01%。(3)各指标抽穗前增长迅速,之后增长减缓或衰老下降;不同氮肥处理间各指标分蘖至成熟均差异显著,增施氮肥可促进根系生长,明显提高不定根比例;适当控水可促进根系生长,明显提高分枝根比例;品种V3自分蘖期到成熟期各指标均显著高于V1和V2,V1与V2间差异不显著。本研究表明,本方法具有较好的精度和可行性,为推进水稻或其他作物根系的定量研究提供了参考。     

Root phenotyping: important and minimum information required for root modeling in crop plants

As plants cannot relocate, they require effective root systems for water and nutrient uptake. Root development plasticity enables plants to adapt to different environmental conditions. Research on improvements in crop root systems is limited in comparison with that in shoots as the former are difficult to image. Breeding more effective root systems is proposed as the “second green revolution”. There are several recent publications on root system architecture (RSA), but the methods used to analyze the RSA have not been standardized. Here, we introduce traditional and current root-imaging methods and discuss root structure phenotyping. Some important root structures have not been standardized as roots are easily affected by rhizosphere conditions and exhibit greater plasticity than shoots; moreover, root morphology significantly varies even in the same genotype. For these reasons, it is difficult to define the ideal root systems for breeding. In this review, we introduce several types of software to analyze roots and identify important root parameters by modeling to simplify the root system characterization. These parameters can be extracted from photographs captured in the field. This modeling approach is applicable to various legacy root data stored in old or unpublished formats. Standardization of RSA data could help estimate root ideotypes.     

植物激素ABA调控侧根生长发育的研究进展

侧根构型直接影响植物根系形态建成,是植物整个根系的重要组成部分,在植物抗逆反应中起着重要作用。为了研究植物激素脱落酸(ABA)调控侧根生长发育的分子机制,本研究归纳了ABA在侧根发育中的信号传递,揭示了ABA在侧根起始中的双重作用和ABA对侧根分生组织活性的抑制作用。并分析了在侧根发育过程中ABA与其他调控因素包括活性氧(ROS)、生长素、细胞分裂素、碳和氮信号,以及盐胁迫间的交叉对话机制,指出ABA通过诱导根中ROS的产生,拮抗生长素和协同细胞分裂素的作用从而达到抑制侧根生长发育;ABA还参与了复杂的碳和氮信号调控的侧根发育过程;此外,ABA信号介导了盐胁迫对侧根发育起始的抑制。ABA调控侧根生长发育的分子机制的揭示可以为改善植物根系性状,提高作物抗逆性提供指导作用,然而,ABA对根生长调控的分子机制还不是很清楚,根系形成也十分复杂,因此需要更多的努力。     

Importance of individual root traits to understand crop root system in agronomic and environmental contexts

Resource acquisition, one of the major functions of roots, can contribute to crop growth and mitigating environmental impacts. The spatio-temporal distribution of roots in the soil in relation to the dynamics of the soil resources is critical in resource acquisition. Root distribution is determined by root system development. The root system consists of many individual roots of different types and ages. Each individual root has specific development, resource acquisition, and transport traits, which change with root growth. The integration of individual root traits in the root system could exhibit crop performance in the various environments via root distribution in the soil. However, the relationship between individual root traits and the pattern of root distribution is complicated. To understand this complicated relationship, we need to evaluate enormous numbers of individual root traits and understand the relationship between individual root development and root distribution as well as the integrated functions of individual root traits along with dynamics of resources in the soil.     

The Effect of Damage to the Root System Caused by Inter-Row Cultivation on Growth of Maize

Inter-row cultivation of a weed-free maize crop may affect yield. This study was done to establish whether inter-row cultivation damages crop roots in maize ( Zea mays L.) and to assess the effect of root pruning on growth and yield. In 1986 and 1987 inter-row cultivation and root cutting treatments were applied to field-grown maize crops in three experiments. Growth analysis revealed that the crop responded differently to the treatments in each trial. Measuring xylem exudate shortly after application of the treatments as an estimator of root damage proved useful in explaining crop responses. In one experiment no root damage occurred and crop growth was not affected. When root damage did occur (in the other two experiments), dry matter yield 3 weeks after treatments was found to be related to xylem exudate yield shortly after the treatments. A reduction of xylem exudate of 1 g/h per plant was associated with a reduction of 360 to 700 kg/ha in whole plant dry matter. In one of these experiments the effect of root damage in whole plant dry matter yield remained until final harvest; in the other experiment all treatments had similar yields at final harvest.     

Root distribution patterns of peanut genotypes with different drought resistance levels under early‐season drought stress

Drought severely limits crop yield of peanut. Yet cultivars with enhanced root development enable the exploration of a greater volume of soil for water and nutrients, helping the plant survive. Root distribution patterns of three genotypes (ICGV 98305, ICGV 98324 and Tifton‐8) were compared when grown in well‐watered rhizoboxes and when grown in rhizoboxes where an early‐season drought was imposed using rain‐exclusion shelters. The treatments were arranged in a completely randomized design with three replications, and the experiment was conducted during two seasons at the Field Crop Research Station of Khon Kaen University, in Khon Kaen, Thailand. The root system of ICGV 98305, when grown under drought, had a significantly higher root length in the 30–110 cm deep soil layers and less roots in the 0–30 cm soil layers when under drought than when grown under well‐watered conditions. Roots of Tifton‐8 had the largest reductions in root length in upper soil layer and reduced in most soil layers. Tifton‐8 grown under drought was smaller than under well‐watered control for all root traits, showing negative response to drought. The peanut genotypes with high root traits in deeper soil layer under early‐season drought might contribute to drought avoidance mechanism.     

油松不定根诱导研究

为建立诱导油松不定根高频发生的实验系统,研究以组培不定芽和实生苗下胚轴插穗为材料,进行适合油松不定根诱导材料的筛选。在此基础上,以下胚轴为材料,研究子叶、苗龄、不同浓度的植物生长调节物质(IBA、BA)组合以及预处理对其生根的影响。结果表明,油松下胚轴插穗比组培不定芽具有更高的不定根发生潜力;以2周龄实生苗的下胚轴为材料,在1/2 DCR+ 20 g/L蔗糖+ 6 g/L琼脂+ 4 mg/L IBA、pH 5.8的培养基上预培养15天,然后转到去除IBA的相同成分的培养基上继续培养,可以获得较好的生根效果,此条件下生根率最高可达96.67%,这为进一步研究油松不定根发生的相关机理提供了可行的实验体系。     

The Influence of Soil Volume on Root and Shoot Parameters in Container-grown Oilseed Rape

Oilseed rape was grown under irrigated conditions at equal plant density per unit area in PVC cylinders of 1 m length with different diameter (0.11, 0.16 and 0.20m). The influence of soil volume, expressed as cylinder diameter, was found not to be significant on root dry weight, root length, root surface area or the shoot: root ratio. However, a significant influence was found on shoot and seed dry weights. It was concluded that cylinders with a length of 1 m and a diameter of a minimum of 0.11 m are appropriate for the study of container-grown root systems.     

南方红豆杉嫩枝扦插技术研究

为了探索南方红豆杉嫩枝扦插的最优条件,解决南方红豆杉的繁殖难题,本研究拟通过激素、消毒时间、激素处理时间、插穗年龄和扦插基质等5个因素对南方红豆杉扦插愈伤率、生根率、根长和根数的影响,研究南方红豆杉的扦插技术。结果表明,激素、插穗年龄和扦插基质对红豆杉的扦插影响较显著,消毒时间和激素处理时间对扦插生根的影响不显著。南方红豆杉最优扦插组合为：A2B1C1D2E1,IBA 1000 mg/L+高锰酸钾消毒30 s+激素浸泡30 s+成年树插穗+泥炭:珍珠岩体积比为1:1基质。     

补光对烟苗生长及主要生理指标的影响

为解决湖南冬季大棚育苗低温寡照的障碍,研究光照强度对烟苗生长及主要生理指标的影响。在水温恒定条件下分别采用LED蓝:红=1:1的配比组合灯补光（补光强度分别为3000、4500、6000 lx）,结果表明：随光照强度的增加,烟苗的出叶天数减少,而叶片生长速率加快,各处理存在显著差异;补光强度达到6000 lx,烟苗茎粗,茎高、干鲜重和干鲜比大,幼苗干物质积累最多;质体色素和根系活力受光照强度影响较大,其中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和根系活力随光照强度增强而升高,而叶绿素a/b比值减少,表明补光有利于培育烟草壮苗,可以提高成苗素质。     

根结线虫对不同砧木黄瓜嫁接苗根系生理生化指标的影响

对感染南方根结线虫的嫁接和自根黄瓜植株根系的各项生理生化指标进行了测定。试验结果表明,根结线虫侵染后,嫁接苗根系活力、保护酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX)活性均高于自根苗,而电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量低于自根苗。不同砧木嫁接苗的抗线虫能力也不同,6种砧木嫁接苗的抗线虫能力依次为DTT-RS-39改良火凤凰崛京隆火凤凰优清台木黑籽南瓜。