烟草根系研究进展

烟草根系研究现状

摘要综述了烟草根系的发育规律,以及影响烟草根系发育的因素,并指出了烟草根系今后的研究方向。

关键词烟草;根系;发育规律;影响因素

中图分类号s572文献标识码a文章编号

1007-5739(2009)08-0111-02

根系是植物重要的器官之一,它决定着植物对土壤养分和水分的吸收。weaver曾指出:“要科学地理解作物生产,就必须全面地认识作物根系发育、根群分布、不同生育时期根系吸收水分养分的活力,以及不同环境下根系的变化”。烟草是一种特殊的经济作物,根系是其吸收土壤中水分和养分以及合成激素、生物碱的重要器官,其大小、分布及活力在很大程度上决定着烟株吸收养分的数量,烟草根系发育的好坏,将直接影响烟株的长相、长势,进而影响烟草的产量、质量及内在品质。因此,现就近年来烟草根系的相关研究进行综述,以便为烟草生产提供参考。

1烟草根系的发育规律

1.1烟草漂浮育苗根系的发育规律

苗期烟草根系的生长,在第5片真叶出现之前,每长l片叶,主根伸出1~2条不定根;此后,每长l片叶主根伸出5条以上不定根,1、2、3级侧根大量滋生。到成苗时主根长达11cm,平均不定根长6.55cm,单株根总数量达330条左右。在干物质积累分配方面,刘国顺等研究认为,在苗期生育各期,干物质分配总是叶>根、茎,对于根和茎来说,在小十字期和大十字期,干物质分配是根>茎,在七叶一心期和成苗期,干物质分配是茎>根。表明7叶1心前漂浮苗主要是长根,七叶一心期和成苗期是培育高茎苗的关键时期。

1.2烟草大田期根系的发育规律

烟草大田根系的最大特点,就是能从主根上发育出侧根,能从茎基部发育出不定根,且侧根和不定根发达,是烟草根系的主要部分。戴冕认为主要吸收根系多在茎基周围15~20cm范围内。因此,在烤烟生产实践中,首先应培育高茎壮苗,明水深栽,促进移栽后烟株早生快发,然后根据烟草根系的属性和在大田中的分布特征,采取综合栽培、施肥措施,促进侧根和不定根的发育。后期是根系干物质的充实期,若根系发育不良(因淹水、脱肥等),会导致烟株脱肥早衰,而土壤供肥过旺,根系吸收营养过多,会导致烟株贪青晚熟,不利于烟叶品质的提高,故大田生长后期应注意清沟利水,延长根系活力,防止植株早衰或贪青。

水稻根系遗传研究进展

丁仕林1刘朝雷2钱前1,2*

渊1福建农林大学资源与环境学院袁根系生物学研究中心/海峡联合研究院袁福州350002曰2中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室袁杭州310006曰第一作者院histdsl@曰*通讯作者院qianqian188@冤

根系作为水稻主要的器官之一袁具有固定水分袁吸

收养分袁合成与分泌激素尧酶尧有机酸等功能[1]遥但由于

根系生长在看不见的土壤环境中袁难以对水稻根系无

损伤的取样袁对水稻根系形态性状的观察尧统计和分析

难度都较大袁因此相对于地上部性状而言袁对水稻根系

的研究较为落后遥近年来袁由于基因图位克隆技术的完

善与发展袁相关生物信息学软件的开发袁根系研究方法

不断创新与发展袁促进了水稻的根系研究遥本文介绍了

国内外水稻根系研究的方法袁水稻根系的结构以及相

关基因的定位尧克隆和功能研究等方面的进展袁对根系

的理论研究以及根系育种进行了展望遥

1水稻根系的结构及其主要功能

水稻的根属于须根系袁由1条种子根和大量不定

根及侧根组成袁种子根由胚根发育形成袁不定根出自茎

节根带的根点渊根原基冤袁种子根渊1条冤和不定根的数

目是有限的遥侧根发生起始于特定的中柱鞘细胞袁是水

稻根系不可缺少的部分[2]遥水稻根从根尖到根基一般分

为根冠尧分生区尧伸长区和成熟区袁除了根冠与其他组

织具有明显的分界之外袁其他三个区域都是相互重叠

的遥根尖的最前端部分是根冠袁每天都有许多细胞从根

冠表面脱落下来袁称为根边缘细胞袁它们包裹在根冠的

周围袁是水稻根冠表面和土壤间的野界限冶遥大部分水稻

边缘细胞呈椭圆形或者长杆状袁主要分布于根尖0~2mm处[3-4]袁当根表皮的细胞由伸长区发育至根毛区袁部

分表皮细胞开始发生突起形成根毛遥根的横剖面由中

柱尧皮层尧表皮等部分组成袁中柱内含有木质部的大导

管呈辐射状排列袁韧皮部与后生木质部相间排列遥水稻

根尖皮层组织中细胞分离或部分皮层细胞崩溃袁形成

通气组织袁通气组织可以促进氧气扩散进入根部袁同时使根部的甲烷尧H2S尧CO2等气体排到体外袁调节根际氧

天津农业科学ＴｉａｎｊｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　

・植物生理与生物技术　

植物根系研究进展　

张錾鏊，刘冰洋，王一凡，许志文，张小全　

（河南农业大学烟草学院，河南郑州４５０００２）　

摘　要：根系是植物吸收水分、养分的重要器官。根系的生长发育以及活力直接影响着植物体地上部的生长发育、营养状况。本　

文从根系构型研究、生理生化、细胞学以及分子生物学等四个方面着手，总结、分析了根系研究的最新进展，并对以后根系的研　究重点内容进行了展望，旨在为植物根系研究和作物遗传育种提供参考。　

关键词：植物；根系；构型；生理；细胞学；分子生物学　中图分类号：Ｑ９４５．１２　文献标识码：Ａ　ＤＯＩ编码：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００６－－６５００．２０１６．１１．００３　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ＰＩａｎｔ　Ｒｏｏｔｓ　

ＺＨＡＮＧ　Ｙｕｎｙｕｎ，ＬＩＵ　Ｂｉｎｇｙａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｙｉｆａｎ，ＸＵ　Ｚｈｉｗｅｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏｑｕａｎ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｅｎａｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ　４５０００２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｏｏｔ　ｉｓ　ａ　ｖｉｔａｌ　ｏｒｇａｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｔｓ　ａｂｓｏｒｂｉｎｇ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｖｉｔａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒｏｏｔ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ａｆｆｅｃｔｓ　ｔｈｅ　ｇｒｏｗｔｈ，ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ　ｓｔａｔｕｓ，ａｎｄ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｔ　ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　４　ａｓｐｅｃｔｓ：ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｒｃｈｉ—　ｔｅｃｔｕｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｃｙｔｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｂｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ，ｔｈｅ　ｌａｔｅｓｔ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｒｏｏｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｅｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｅｍｐｈａｓｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｗａｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｉｔ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｔ　ｒｏｏｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｂｒｅｅｄｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｌａｎｔ；ｒｏｏｔ；ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ；ｃｙｔｏｌｏｇｙ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｂｉｏｌｏｇｙ　

《现代农业科技》2009年第8期

作者简介张惠林（1983-），男，湖南长沙人，硕士研究生，主要从事烟草原料与初加工技术研究工作。收稿日期2009-03-20根系是植物重要的器官之一，它决定着植物对土壤养分和水分的吸收。Weaver曾指出：“要科学地理解作物生产，就必须全面地认识作物根系发育、根群分布、不同生育时期根系吸收水分养分的活力，以及不同环境下根系的变化”。烟草是一种特殊的经济作物，根系是其吸收土壤中水分和养分以及合成激素、生物碱的重要器官，其大小、分布及活力在很大程度上决定着烟株吸收养分的数量，烟草根系发育的好坏，将直接影响烟株的长相、长势，进而影响烟草的产量、质量及内在品质。因此，现就近年来烟草根系的相关研究进行综述，以便为烟草生产提供参考。1烟草根系的发育规律1.1烟草漂浮育苗根系的发育规律苗期烟草根系的生长，在第5片真叶出现之前，每长l片叶，主根伸出1~2条不定根；此后，每长l片叶主根伸出5条以上不定根，1、2、3级侧根大量滋生。到成苗时主根长达11cm，平均不定根长6.55cm，单株根总数量达330条左右。在干物质积累分配方面，刘国顺等研究认为，在苗期生育各期，干物质分配总是叶＞根、茎，对于根和茎来说，在小十字期和大十字期，干物质分配是根＞茎，在七叶一心期和成苗期，干物质分配是茎＞根。表明7叶1心前漂浮苗主要是长根，七叶一心期和成苗期是培育高茎苗的关键时期。1.2烟草大田期根系的发育规律烟草大田根系的最大特点，就是能从主根上发育出侧根，能从茎基部发育出不定根，且侧根和不定根发达，是烟草根系的主要部分。戴冕认为主要吸收根系多在茎基周围15~20cm范围内。因此，在烤烟生产实践中，首先应培育高茎壮苗，明水深栽，促进移栽后烟株早生快发，然后根据烟草根系的属性和在大田中的分布特征，采取综合栽培、施肥措施，促进侧根和不定根的发育。后期是根系干物质的充实期，若根系发育不良（因淹水、脱肥等），会导致烟株脱肥早衰，而土壤供肥过旺，根系吸收营养过多，会导致烟株贪青晚熟，不利于烟叶品质的提高，故大田生长后期应注意清沟利水，延长根系活力，防止植株早衰或贪青。2影响烟草根系发育的因素2.1壮苗技术壮苗移栽后根系活力强，还苗期短，发棵快，壮苗程度决定了烟苗移栽后根系的发育程度。要促进漂浮苗根系发育，除加强棚内温湿度合理控制外，培育壮苗的关键是剪叶、施肥和炼苗。2.1.1漂浮苗剪叶。剪叶一般从叶片接搭遮荫开始。剪叶的目的是促进烟苗整齐一致、根茎协调生长。试验表明，从第5片真叶出现时开始剪叶，每隔5~6d剪叶1次，剪3~4次效果最好。晋艳认为，剪叶的主要作用是控制烟苗地上部分的生长，而对烟苗根系的生长影响较小。随剪叶次数的增加，烟苗地上部分干重呈下降趋势，而烟苗的根系并未表现出随剪叶次数增加而增加的趋势，相反，根系干重也呈现出随剪叶次数增加而下降的趋势，只是下降趋势很弱。而根冠比随剪叶次数增加而增加的原因是由于烟苗地上部分因剪叶生长得到控制。2.1.2施肥。晋艳研究认为，施肥是影响漂浮苗根系生长的最主要因素，要培养发达的根系，一定要掌握好施肥量。施肥量过高，抑制烟苗的生长，使烟苗茎杆矮化。施肥浓度可根据烟区气温调整，气温高的烟区可以适当控制施肥量，而气温低的烟区则可适当增加施肥量。2.1.3漂浮苗炼苗。为提高漂浮苗茎杆韧性和移栽后的大田适应性、抗逆性，在烟苗移栽前，采取控水、控肥和揭膜日晒措施炼苗。姜仕全认为不同炼苗方法对壮苗率和烟草的营养状况有着直接的影响，以移栽前7d控肥，再剪1次叶，水层深度控制在10cm，白天全天揭开拱膜，晚上盖膜的炼苗处理为最佳。2.2苗龄不同不同苗龄的烟苗根系活力和栽后发根能力不同，生产上一般用苗龄为55~65d的烟苗移栽。吕芬等认为，漂浮苗的苗龄达60d左右时，是移栽最佳时期，此时烟苗的硝酸还原酶活性最大，烟苗根系、叶片光合能力、干物质积累量及根系活力均达到壮苗要求，移栽后缓苗期短，适应性强。若苗龄大于70d，则苗期太长，烟苗抗性差、苗弱。2.3栽培技术2.3.1高茎深栽和培土。烟茎具有很强的生根能力，高茎深栽是促进根系发育的有效措施。高茎深栽后，烟株根系的分布比短茎浅栽烟株根系变广变多，增加了根系对水肥吸收的能力，甚至还出现了分2层根系现象。研究表明，高茎烟苗（茎高15cm）深栽后发育所形成的根系在分布范围和总量上几乎是短茎烟苗（茎高5cm）栽后发育所成根系的2倍。在培土方式上，韩锦峰等认为，平栽分次培土成垄较一次起垄移栽更有利于烟株不定根的大量萌发。2.3.2覆盖。烤烟地膜覆盖能增温保湿，保持和提高土壤肥力，减少养分流失，促进根系发育和烟株早发，提高烟株产质量。根系具有趋水趋肥性，当土壤养分分布不均匀时，根烟草根系研究现状张惠林1朱列书1，2（1湖南农业大学农学院，湖南长沙410128；2中南烟草实验站）摘要综述了烟草根系的发育规律，以及影响烟草根系发育的因素，并指出了烟草根系今后的研究方向。关键词烟草；根系；发育规律；影响因素中图分类号S572文献标识码A文章编号1007-5739（2009）08-0111-02大田农艺111《现代农业科技》2009年第8期