根系分泌物及其在植物生長中的作用

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1、2006年　第5期　　　　　　　　　　　　　　耕作與栽培·13·根系分泌物及其在植物生長中的作用3常二華　楊建昌(揚州大學江蘇省作物遺傳生理重點實驗室　江蘇揚州　225009)[11]摘　要　根系分泌物是植物與外界進行物質(zhì)交流的重要媒泌的植物高鐵載體;有機酸,如有排根的植物可以分泌檸[12]介,研究根系分泌物對于明確和協(xié)調(diào)植物和環(huán)境之間的關(guān)系檬酸、木豆分泌的番石榴酸、蘋果酸、苯甲酸、肉桂酸、脂有很大的理論和實踐意義。本文回顧了近年來有關(guān)根系分肪酸等等,它們可以活化礦質(zhì)養(yǎng)分,其中苯甲酸、肉桂酸和某[13]泌物的研究進展,包括其種類、組成、產(chǎn)生

2、途徑及其影響因些酚類物質(zhì)能作為他感物質(zhì)對鄰近生物產(chǎn)生克制作用,素,并著重論述了根系分泌物在植物生長中的作用,同時對而脂肪酸在豆科中出現(xiàn)較多,對固氮微生物的活力影響很其研究前景進行了探討。大。低分子有機化合物在養(yǎng)分活化方面作用尤為突出。它關(guān)鍵詞　根系分泌物　植物生長　養(yǎng)分吸收　土壤環(huán)境們可以通過改變pH值、氧化還原條件或通過螯合作用和還原作用來增加某些養(yǎng)分的溶解度和移動性,進而促進植物對根系作為植物與土壤的接觸面,在從土壤中吸收水分、這些養(yǎng)分的吸收。養(yǎng)分的同時,通過根分泌的方式向根周圍釋放出各種化合高分子粘膠物質(zhì)包括:多糖、酚類化合物、多聚半

3、乳糖醛物,產(chǎn)生根際效應(yīng),進而調(diào)控或影響植株的生長發(fā)育,這些由酸等。它們主要從根冠和外皮層細胞中分泌出來,包裹在根植物根系在生命活動過程中向外界環(huán)境分泌的各種化合物,尖細胞表面以防止幼嫩細胞脫水,同時也起潤滑的作用,加[1]我們稱之為根系分泌物。廣義的根系分泌物包含了健康強根系與土壤不規(guī)則表面的聯(lián)結(jié),從而促進了根表面-膠粘組織有機物的釋放及衰老表面細胞和細胞內(nèi)含物的分解,植層-土壤顆粒之間的水分運移和離子交換;通過填充某些空物根系直接分泌作用及微生物修飾及其自身的產(chǎn)物。主要隙,降低了養(yǎng)分遷移過程的曲折度;完善了根O土水分體系,[2,3]包括:

4、滲出物、分泌物、植物粘液、膠質(zhì)和裂解物。狹義的有利于植物根系對水分和養(yǎng)分的吸收,這對干旱、半干旱地[4]根系分泌物僅包括溢泌作用進入土壤的可溶性有機物。區(qū)土壤供水供肥能力有重要作用。另外,在酸性土壤上,膠已有的研究表明植物根系的分泌作用是其適應(yīng)脅迫環(huán)境的粘物質(zhì)能夠吸附固定一些重金屬元素,如Fe、Al、Mn、Cd一種重要方式,通過根系分泌作用,植物與根際環(huán)境進行著等[14],以減輕它們對植物的毒害作用[15]。物質(zhì)、能量與信息的交流。根系分泌物的組成變化反映了植細胞或組織脫落物及溶解產(chǎn)物包括:根冠細胞和根毛細物個體新陳代謝和生長發(fā)育狀況。近年

5、來,隨著根際微生態(tài)胞內(nèi)含物。它們是微生物的能源物質(zhì),通過影響根際微生物學的建立和發(fā)展,根系分泌物已成為植物營養(yǎng)學和根際微生的數(shù)量和活動而對土壤中營養(yǎng)元素起到間接的活化作用[5～8]態(tài)學研究的重要內(nèi)容。2　根系分泌物產(chǎn)生途徑1　根系分泌物的種類和組成有研究發(fā)現(xiàn),植物光合產(chǎn)物的28%～59%轉(zhuǎn)移到地下根系分泌物的種類繁多,而且不同植物的種類和數(shù)量也部,其中有4%～70%通過根系的分泌作用進入土壤,關(guān)于植有很大差異。目前大多數(shù)學者把根分泌物中的有機物質(zhì)劃物根系分泌的機理,許多學者的見解并不一致,基本上是兩分為:低分子有機化合物、高分子粘膠物質(zhì)、細

6、胞或組織脫落條途徑,即植物生理的代謝途徑和非代謝途徑。代謝途徑產(chǎn)[9]物質(zhì)溶解產(chǎn)物。另外,質(zhì)子和無機離子,也是根分泌物的生的分泌物又可分為初生代謝和次生代謝。初生代謝為植成分之一,它們對根際土壤的pH值及氧化還原電位有一定物生長、發(fā)育和繁殖提供物質(zhì)、能量及信息,部分物質(zhì)在代謝[10]的調(diào)節(jié)作用,進而可以影響營養(yǎng)元素在根際的有效性。過程中以根系分泌物形式釋放到根際,其釋放強度與根的生根分泌物中的低分子有機化合物包括:低分子量的糖長能力、根際微生態(tài)環(huán)境有關(guān)。當根系處于逆境脅迫時,植類、有機酸、氨基酸和酚類化合物。到目前為止至少已有10物為適應(yīng)環(huán)

7、境脅迫,可以通過自身的調(diào)節(jié),分泌專一性的物種低分子量糖和20種氨基酸在根分泌物中被發(fā)現(xiàn)。低分子質(zhì)。如白羽扇豆在缺磷條件下,根系分泌大量的有機酸,誘量糖,以葡萄糖和果糖較普遍;氨基酸,除蛋白類氨基酸外,導根系成簇生根,其產(chǎn)生的檸檬酸降低了根際PH值,并溶還有非蛋白質(zhì)類的氨基酸,如禾本科作物在缺鐵時分解土壤中難溶性磷酸鹽。次生代謝相對初生代謝而言,其產(chǎn)物不直接參與植物生長、發(fā)育和繁殖,而用于適應(yīng)不良環(huán)境,收稿日期:2006209230次生代謝產(chǎn)生的根系分泌物很大部分是相克物質(zhì)。,如野燕第一作者:常二華(19822),男,博士研究生,從事作物栽培

8、生理的麥根系分泌物中含有阿魏酸、咖啡酸和丁香酸等物質(zhì)。非代研究謝途徑產(chǎn)生的根分泌物,主要來自植物根殘體的分解,或者基金項目:國家自然科學基金(30370828)和江蘇省自然科學基