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文献速递 | 大豆根系木质部的干旱适应性分析

来源:力高泰 发布时间:2017-09-22 16:34:53 点击数: 使用提问咨询价格

作物根系是运输水分和养分的重要通道,研究其在干旱条件下的生理响应模式很有意义。例如,根系延长生长意味着作物能从更深的土层中吸收水分和营养;根系的生理结构改变会影响根系的水力导度(Root Hydraulic Conductivity)【1】,进而影响其吸水、导水能力。

作物根系

图1 大豆及根系的生长(源/http://corn.agronomy.wisc.edu/)

 

大豆是非常重要的一种经济作物【2】。此前,其根系木质部形态解剖结构和土壤水分利用能力以及产量之间还没有一个明确的关系。为此,美国密苏里大学Silvas J. Prince等学者在Journal of Experimental Botany(IF=5.83,2016-2017)上撰文,确认了两者之间的确存在对应关系。

 

他们发现,在干旱条件下,一些植株的根系横截面积减小了,并且伴随根系的延长生长,这意味着这些植株可吸收土层深处的水肥;同时,后生木质部【3】数量增加,确保了其强大的根系水力导度,最终保证了在干旱条件下产量不受影响。

大豆

图2 大豆(源/http://edition.agronewsng.com)

 

根系后生木质部

图3 后生木质部等结构示意(源/http://125.75.235.126:1517/xdnyzy/)

 

后生木质部导管数量

图4 后生木质部数量与籽粒产量的关系

 

【1】根系水力导度,是表征根系从周围土壤中吸水能力强弱的重要指标。通常,干旱会导致植物根系水力导度下降。在文中,研究者使用的是由美国Dynamax制造的HCFM植物高压导水率测量仪测量的。

【2】在美国,大豆(Glycine max)产量占全球总产量的38%。预计,与之相关的产业能占到全球贸易的20%。对比来看,2016年,我国进口超过8700万吨的大豆,其中超过80%是从美国市场进口的转基因大豆。

【3】后生木质部是初生木质部靠近轴心的部分。初生木质部位于根的中央,其主要生理功能是运输水分和无机盐。初生木质部一般由导管、管胞等细胞组成。初生木质部中越靠近轴心的部分,成熟越晚,称之为后生木质部。

 

参考源:

Prince S J, Murphy M, Mutava R N, et al. Root xylem plasticity to improve water use and yield in water-stressed soybean[J]. Journal of experimental botany, 2017, 68(8): 2027-2036.

http://www.chyxx.com/industry/201706/531974.html

潘晓迪, 张颖, 邵萌, 等. 作物根系结构对干旱胁迫的适应性研究进展[J]. 中国农业科技导报, 2016, 19(2): 51-58.


译/贾子毅