文档介绍：根系分泌物及其在植物营养中的作用
洪常青,聂艳丽
云南农业大学资源与环境学院,云南昆明 650201;云南省林业技术推广总站,云南昆明 650204
摘要:论述了根系分泌物的种类和影响因素,根系分泌物在植物营养中的调节作用、异种克生作用,根系分泌物与根际微生物的相互作用。在铁胁迫条件下,许多高等植物都能产生一系列生理和形态方面的适应性反应,禾本科植物通过根际特定分泌物——麦根酸类物质来自动调节其体内的铁营养状况;在磷胁迫条件下,根系分泌的低分子有机酸种类主要有柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸,它们在植物根际的富集能明显促进土壤中磷的释放,提高作物对磷的吸收,缓解植物的磷胁迫;在锌胁迫条件下,双子叶植物的根系分泌物对锌的活化作用不明显,而禾本科植物的根系分泌物可以活化石灰性土壤中难溶性锌。
关键词:根系分泌物;植物营养;作用
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2003)04-0508-04
根分泌物是个古老而年轻的研究领域,早在18~19世纪,就有人观察到根分泌物对邻近植株的促进和抑制作用。1904年Hilter提出“根际”的概念,标志着人们对根分泌物及其生态效应的进一步认识[1]。但直到20世纪50年代,当人们认识到根分泌物与促进植物生长的固氮菌等的互利关系时,这个领域才变得异常活跃,根分泌物在植物营养中的作用也才得以一一被认识。
1 根分泌物的收集方法、种类
根分泌物的收集方法
在植物生长过程中,根系一方面从生长介质中摄取养分和水分,另一方面同时向生长介质中分泌质子、释放无机离子、溢泌或分泌大量的有机物质。这些物质和根组织脱落物一起统称为根系分泌物(Root exudates)。
根分泌物的收集主要采用水培培育植株。先把植物种子于黑暗中在滤纸上或埋于石英砂中催芽,待生长到2叶期时,将植株幼苗转入完全营养液中培养,可以用棉花或海绵包裹植株茎基部,移栽到多孔塑料盖板上的孔穴内,每穴植入一定的株数,留一至两穴作通气用,每2天换一次营养液。植株生长的条件为:光照12 h,黑暗10 h;光照强度为1×104 lx以上;白天温度为22 ℃,黑暗时为18 ℃。当植株生长至4叶半期时,开始进行营养胁迫处理。如果是铁胁迫,除不加铁外,其余成分与完全营养液相同,整个培育系统应注意防止该营养胁迫的污染。7 d后,便可以收集根分泌物[2, 3]。
把植株从胁迫营养液中取出,用蒸馏水将根洗净,置于装有蒸馏水的浅盆中生长。不同的营养胁迫,根分泌的规律不一致,如收集麦根酸时,通常是早晨日出后2~6 h内,根分泌的麦根酸的量较多。
收集后,该根分泌物要妥善保存,使之不能分解。通常收集后要立即放置-18~-20 ℃的冰箱内冷存,以备后用。
根系分泌物的种类
许多前人都提出过对根分泌物种类的划分,如 Arovira[4]于1979年把释放到根际环境中的物质划分为:渗出物、分泌物、植物粘液、胶质和裂解物。这个划分既包括健康组织有机物的释放,也考虑到衰老表面细胞和细胞内含物的分解;既有植物根系的直接分泌作用,也列入了微生物自身的产物,比较全面。但是,目前大多数根分泌物的资料来自无菌培养的植株,所以许多学者撇开Arovira的繁琐定义,把根分泌物中的有机物质划分为:低分子有机化合物、高分子粘胶物质、细胞或组织脱