营养胁迫与根系分泌物

根系不仅是活跃的吸收、代谢器官，而且是强大的分泌器官，营养元素是影响根系分泌的外界因素之一，在营养胁迫条件下，根系分泌物的组成、数量均发生变化。本文介绍了铝毒害及磷，铁。锌缺乏时，根系分泌物研究新进展。     

植物根系分泌物与根际营养关系评述

根系分泌物（ｒｏｏｔ ｅｘｕｄａｔｅｓ,ＲＥ）主要有粘胶、外酶、有机酸、糖、酚及各种氨基酸。不同营养基因型的植物,ＲＥ级分明显不同,存在养分和环境胁迫时,植物通过增加粘胶、酶及某些有机酸的分泌量以适应变化的环境。ＲＥ也是植物改善根际营养环境的重要手段。ＲＥ可改善土壤物理结构,促进矿物风化、提高土壤ＣＥＣ,影响土壤ｐＨ、土壤矿物表面吸附性能及土壤生物学性质。ＲＥ还存化根际土壤养分,促进植物对养分吸收     

铁锰营养平衡与水稻生长发育

通过实地考查、土培试验，对水稻“黄化病”与铁锰平衡的关系、铁锰平衡失调对水稻生长发育的影响及其调控措施进行了探讨．结果表明；水稻“黄化病”是由于土壤中过量的锰及有效铁锰比低，使水稻积累过多的标而降低活性铁含量水平，使水稻受到生理缺铁胁迫和铁锰营养平衡失调，而诱发的生理病害；铁锰平衡失调使水稻生长发育严重受阻、产量极显著降低；施用硅酸盐、石灰或叶面喷施铁后，均有利于改善水稻铁锰营养平衡，促进水稻生长发育．     

根系分泌物对镉生物有效性的影响

通过凝胶色谱分析和吸附，解吸，扩散，盆载试验研究表明：玉米根系水溶性有机分泌物与镉的络合可达１２８ｍｍｏｌｅ／１００ｇ，新鲜根系分泌物减少土壤对镉的吸附，提高其扩散性，但经培养分解后则起相反作用。施用铵态氮显著降低根际土壤ｐＨ，增加土壤可解吸性镉和株吸镉量，施用硝态氮肥则相反。     

微量元素亏缺对人参根系分泌物组成的影响

以3年生人参幼苗为试验材料,在室内用正常以及缺少硼、锰、锌、铁元素的1倍Hoagland营养液进行水培养试验,研究不同微量元素亏缺处理对人参根系分泌物主要成分的影响.结果表明:在包括对照在内的5个处理中分别检测到23～30种化合物,包括醇类、脂肪酸、脂肪酸酯、酚酸及其衍生物、醛类和其他类化合物.进一步研究发现,除20种化合物在上述5种不同处理中均检测到外,与对照相比,在微量元素亏缺胁迫下,人参根系分泌物中其他类化合物有所减少,有机酸及酚酸类化合物增多.试验结果表明,微量元素亏缺对根系分泌物组成有显著影响.     

不同青菜品种吸锌能力差异及与根系分泌物的关系

青菜 [Brassica campestris var. chinensis(L.)Makino]不同品种对土壤中锌的累积吸收有明显差异[1] ,我们推断根系分泌物在青菜吸收锌的过程中可能起着重要作用。因此在本项研究中 ,对 2个不同锌利用效率的青菜品种的根系分泌物组成、数量及其与锌吸收的关系进行了探讨。结果表明 ,2种锌水平下 ,五月慢根系分泌物中低分子量有机酸及氨基酸的总量均明显高于黑油白菜 ,缺锌时品种间差异达 0.05显著水平 ;缺锌条件下 ,五月慢根系分泌物中草酸、丙氨酸的含量同样显著高于黑油白菜。五月慢在缺锌时有较高的根系分泌物总量及其草酸、丙氨酸含量都显著增加 ,这可能是五月慢具有较高累积吸锌量及锌利用效率的重要原因之一。     

氮素对不同大豆品种根系分泌物中有机酸的影响

采用室内溶液培养方法,分别研究了接种根瘤菌处理下,两种氮源和两种氮浓度对两个大豆品种根系分泌物中有机酸的影响。结果表明,合丰25号根系分泌的有机酸种类和数量无论苗期或花期,接种或不接种根瘤菌,均表现为硝态氮处理高于酰胺态氮处理,表明合丰25号大豆更喜硝态氮,硝态氮促进了有机酸的分泌。绥农10号在酰胺态氮下的有机酸种类和数量均高于硝态氮处理,表明其更喜酰胺态氮,酰胺态氮下根瘤菌的存在增加其根系分泌物中有机酸种类和数量。可见,大豆根系分泌物中有机酸的种类和数量因品种而异,因品种对氮源的喜好而变化;根瘤菌在不同程度上增强或减弱根系有机酸的分泌作用。柠檬酸受氮素供应浓度影响很大,当氮素供应浓度较低时,大豆根系分泌物中可检测到柠檬酸,供氮浓度升高则检测不到。     

间作对玉米根系分泌物及团聚体稳定性的影响

通过田间小区试验种植玉米(玉米单作、玉米∥大豆、玉米∥马铃薯),测定3个生育期(拔节期、大喇叭口期、抽雄期)玉米根系分泌总糖含量、总有机酸含量和土壤团聚体状况,分析间作对玉米根系分泌物及团聚体稳定性的影响。结果表明:玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量随生育期的推移而增加,间作显著提高玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量,玉米∥马铃薯玉米∥大豆。在抽雄期,玉米∥大豆、玉米∥马铃薯相比玉米单作0.25mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))分别显著提高6.19%,8.17%;平均质量直径(MWD)分别提高5.04%,10.08%;几何平均直径(GMD)分别提高6.12%,12.24%;分形维数(D)分别显著降低0.72%,1.09%;团聚体破坏率(PAD)分别显著降低16.77%,26.08%。在根系分泌物最大的抽雄期,玉米根系分泌总糖含量、总有机酸含量与R_(0.25),GMD,D,PAD呈极显著相关关系(P0.01)。因此,间作可通过增加玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量,进而提高土壤团聚体的稳定性。     

商陆根部多糖的分离、纯化及其体外抗氧化活性

本研究从商陆根部提取分离出商陆多糖,并对该多糖含量进行测定及体外抗氧化活性研究。商陆根部经石油醚回流脱脂、热水抽提、脱色、乙醇沉淀等处理可从中提取出粗多糖。多糖经三氯乙酸脱蛋白纯化,再分别以考马斯亮蓝法和蒽酮-硫酸法测定其蛋白质含量和糖含量,并通过采用清除羟自由基和超氧自由基能力测定法、β-胡萝卜素-亚油酸法,以抗坏血酸（Vc）为对照,来分析粗多糖和纯多糖的体外抗氧化能力。采用水提法提取的粗多糖,含有10.69%的蛋白质和60.91%的多糖;纯化后的多糖糖含量达到91.04%。商陆粗多糖、纯多糖及Vc对羟自由基（·OH）清除率的IC50分别是1.26mg/mL、4.78mg/mL和0.224mg/mL;对超氧自由基（O2-·）清除率的IC50分别为1.91mg/mL、2.28mg/mL和0.123mg/mL;对β-胡萝卜素-亚油酸体系的抑制作用的IC50分别为0.471mg/mL、0.692mg/mL和0.379mg/mL。实验结果表明商陆多糖是一种较好的抗氧化剂,可作为潜在天然抗氧化剂应用于食品和医药工业中。     

商陆不同极性、根和茎提取物的抑菌性能分析

为探究商陆不同极性、部位提取物的抑菌性能,本实验分别从商陆根和茎中提取石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相4种不同极性的提取物,再采用滤纸片法测量提取物对大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）和副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyt-icus）4种细菌的抑制性能。结果表明,部分商陆的提取物有一定的抑菌活性,如根正丁醇相对巨大芽孢杆菌和副溶血弧菌,茎水相对副溶血弧菌的抑菌圈在10mm以上,但总体上商陆的提取物的抑菌性能远不及头孢氨苄好。实验还发现商陆抑菌活性最强的物质大都存在于根中,且抑菌活性最强的物质大都存在于水和正丁醇这种极性较高的溶剂的提取物中,不同提取物对不同细菌的抑菌活性情况不一致。因此本研究结果可以为商陆提取物抑菌性能的进一步探索提供参考。     

Effects of Manganese on Uptake and Translocation of Nutrients in a Hyperaccumulator

The effects of manganese (Mn) on the growth and Mn-induced changes in nutrients uptake and translocation in Mn hyperaccumulator Phytolacca acinosa was investigated in this study. Results showed that high Mn (5000 μ M) in culture solution lead to typical Mn toxicity symptoms in leaves of P. acinosa and decrease of dry matter accumulation in shoots whereas there are no obvious toxicity symptoms and significant decrease of dry weight in roots. Manganese accumulation in roots, stems, and leaves increased with the increment of Mn concentration at the medium level. Calcium (Ca), magnesium (Mg), and iron (Fe) concentration in organs of P. acinosa decreased as the Mn concentration in the nutrient solution increased, but the Ca and Mg concentrations were still at a normal level and the Fe concentration at a sufficient level when compared with the normal plants. The Zn concentration affected by higher Mn level occurred only in roots of P. acinosa and the P concentration affected only in stems, whereas there were no significant influences of excess Mn on the potassium (K) and copper (Cu) concentration in organs of P. acinosa.     

Manganese Uptake and Accumulation by Two Populations of Phytolacca acinosa Roxb. (Phytolaccaceae)

Phytolacca acinosa (Phytolaccaceae) is a recently discovered manganese hyperaccumulator plant from Southern China. Manganese uptake and accumulation by two contrasting populations of P. acinosa were investigated. One population (MP) was from Xiangtan manganese tailings and the other (NMP) was from a Magnolia grandiflora plantation with lower Mn status. In addition to these field investigations, seedlings of the two populations were raised under glasshouse conditions to study biomass production and Mn uptake from nutrient solutions supplemented with increasing amounts of Mn (5, 1000, 2000, 5000, and 8000 μmol L^?1 Mn). Although, concentrations of Mn in the plant tissues (leaves, stems and roots) of P. acinosa (MP) and the associated soil from manganese tailings were significantly higher than those of the plant tissues and the soil collected in the clean site, significant differences were not found between the two populations of P. acinosa grown in nutrient culture. The two populations of seedlings showed similar growth responses, manganese uptake and accumulation when exposed to the same level of Mn supply for 45 days. All these results suggest that both high tolerance and hyperaccumulating ability of Mn in P. acinosa are constitutive properties. Furthermore, the plant grows rapidly, produces substantial biomass, and has broad ecological amplitude. P. acinosa, therefore, offers great potential for use in the phytoremediation of Mn-contaminated soils.     

铝对荞麦和金荞麦根系分泌物的影响

以荞麦和金荞麦为实验材料，用砂培方法研究Al胁迫下荞麦和金荞麦根系分泌电解质、糖和氨基酸的变化。结果表明，Al胁迫条件下，电解质外渗率、糖类随Al^3 浓度升高而增加；在低浓度Al^3 作用下，随处理浓度的升高，氨基酸分泌量增加，当处理浓度高于相应浓度时，氨基酸分泌量随浓度升高而减少。Al胁迫使荞麦和金荞麦根系分泌物的种类和浓度发生改变，与其缓解Al毒害相关。     

根分泌物对活化土壤中难溶性磷的作用

土壤大部分磷以难溶性磷形式存在,是影响作物生产的重要限制因素之一。作物根分泌物活化难溶性磷的能力对改善其磷素营养具有重要意义。采用室内培养方法,研究3种土壤不同磷(KH2PO4)处理后有效磷动态变化情况;同时将不同玉米基因型分别置于全磷和低磷的营养液中生长15 d后,收集根系分泌物,然后加入预先采用磷酸钙和磷酸铝处理并已培养95 d的土壤样品中进行试验。不同磷处理研究结果表明,所有施磷处理短期内速效磷含量急剧上升,并随培养时间推移不断下降,60 d后趋于稳定。酸性土对磷的吸附和固定作用较强,磷处理后有效磷增加量显著小于中性土、碱性土。土壤加根系分泌物的试验表明,磷酸钙和磷酸铝有效磷的含量较对照有所提高,其中加入耐低磷基因型M02低磷根系分泌物浸提的土壤有效磷含量显著高于去离子水的浸提量,且根系分泌物对磷酸铝的活化能力大于磷酸钙。     

大豆连作及其根茬腐解物对大豆根系分泌物中异黄酮类物质—黄豆甙元(daidzein)的影响

本试验通过收集正茬、重茬7年、重茬7年并经MB-生物制剂调控和加入根茬腐解物(20g kg-1土)的正茬、重茬、调控的大豆根系分泌物,采用高效液相色谱检测方法,对根系分泌物中的大豆异黄酮—黄豆甙元(daidze in)进行了检测。结果在正茬根系分泌物中没有检测到该物质,在重茬、调控根系分泌物中检测到了该物质,其检测出的量为重茬>调控。在加入根茬腐解物的各处理的根系分泌物中均检测到了大豆异黄酮,其检测出的量为重茬>正茬>调控。加入根茬腐解物的处理与不加根茬腐解物的相应的处理相比,在其根系分泌物中检测到的大豆异黄酮的量均有显著提高。     

Cadmium Impact on Root Exudates of Sorghum and Maize Plants: A Speciation Study

ABSTRACT

The effect of cadmium (Cd) on root exudates of sorghum and maize was investigated in order to get further insight into the mechanisms of plant tolerance to Cd. Plants were grown hydroponically and supplemented with: 0, 0.5, and 5.0 mg Cd L^{? 1}. Hydroponic solutions containing exudates were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). The results showed different exudation patterns by sorghum and maize with cadmium supply. While sorghum enhanced malate exudation over the entire range of applied Cd in the uptake solutions, maize increased mainly citrate. Moreover, malate concentration exuded in sorghum rhizosphere presented higher values than citrate (from maize). With the aid of the HYPERQUAD speciation program, a significant decrease in the bioavailable Cd (free Cd plus Cd chloro-complexes) was found due to the increase of Cd organic complexation in the hydroponic solution. Furthermore, similar metal organic complex concentrations were obtained for both plants, which turned the maize and sorghum overall detoxification process equivalent. Exudation of malate and citrate should contribute to tolerance mechanisms of these plants, reducing deleterious effects of free Cd on root growth. These findings support the idea that the metal-binding capabilities of root exudates may be an important mechanism for stabilizing metals in soil.     

水蓼、小飞蓬、杠板归和美洲商陆对锰毒的生理响应

采用水培试验,研究了不同的锰营养水平下,水蓼、小飞蓬、杠板归和美洲商陆的生理响应,通过丙二醛含量（MDA）、质膜透性（MP）、根系活力（RA）、可溶性糖含量（SS）、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量等指标的分析比较,来揭示它们的耐锰性差异。结果表明,锰对4种植物的生理特性都有明显的影响。在高浓度锰处理下（16000μm ol/L）,4种植物的质膜透性极显著升高（p〈0.01）,根系活力明显降低（p〈0.05）,地上部锰含量极显著增加（p〈0.01）,除美洲商陆外的其他3种植物的丙二醛含量明显上升（p〈0.05）,其中小飞蓬的变化幅度最大,美洲商陆的变化幅度最小。水蓼、杠板归、美洲商陆的可溶性糖及叶绿素总量维持在一定水平,与对照相比无极显著差异（p〉0.01）。植物通过维持较低的质膜透性和丙二醛含量、较高的根系活力、稳定的可溶性糖及叶绿素含量来增强耐锰性,研究发现,美洲商陆的耐锰性最强,水蓼和杠板归的耐锰性较强,小飞蓬的耐锰性最差,并且发现水蓼和杠板归均已达到锰超富集植物的标准。