水稻根系研究进展

裴鹏 刚 张均华 １ ， ２ 朱练峰 禹盛 苗 金 千瑜
（ 。 中国水稻研究所 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ ０ ６ ； 中国科学院南京土壤研究所 土壤与农 业可持续发展国家重点实验室 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ８ ； 通讯作者 ， Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｊ ｉ ｎ ｑ ｙ ＠ ｍ ａ ｉ ｌ ． ｈ ｚ ． ｚ ｊ ． ｃ ｎ ） 摘 要： 促进水 稻根 系生 长并保持 旺盛 的根系活力是提高水稻产量 的重要途径 。提高根际氧含量 ， 为水稻根 系 提供 良好生长环境 ， 已成为 目前 国内外根系研究乃至水稻产量形成 的热点课题 。探 明根际氧浓度调控水稻根系生长 发 育的机理 ， 对于水稻理想根 型和高产栽培研究具有重要意义 。本文综述 了国内外有关根际氧浓度调控水稻根系形 态 和生理特性的研究进展 ， 提出了在该方 向上有待进一步研究 的问题与发展趋势 ， 以期为水稻高产栽培的根 系调控
自１ ９ １ ９年 Ｗｅ ａ ｖ ｅ ｒ 开展水稻根 系研 究 以来 ，根系 对水稻地上部生长发育及稻谷产量 的重要性 已得 到广 泛认 同【 １ Ｉ 。 凌启鸿提 出培育有利于塑造理想株型 的根型 是水稻高产栽培的新要求１ ２ １ 。 水稻虽然有发 达的通气组 织 以保证根系 的正常需氧活动 ，但土壤供氧状况仍是
２ 根际氧浓度对水稻根 系生长发育 的影响
２ ． １ 根系形态指标对根际氧浓度的响应
外， 还 向周 围水层 分泌 ， 形成 一个小 的“ 氧化 圈” ， 把水 层 中二价铁氧化成 三价铁 的氧化物 或水合 化氧化 物阁 。 生命活动旺盛 的水稻根 系泌 氧能力 强 ， 氧化圈大 ， 二价
的氧利用效率 ， 在水稻生育后期起到养根保 叶的作用 ，
具有重要 的科学价值 。

水稻基因组和遗传育种的研究进展水稻，作为世界上最为重要的粮食作物之一，一直以来都受到人们的重视。

为了提高水稻的产量和质量，科学家们不断探索水稻的基因组和遗传育种，取得了许多研究进展。

第一部分：水稻基因组的研究进展1.1高质量水稻基因组测序和注释2002年，国际水稻基因组组织(IRGSP)启动了水稻基因组测序工作，历时十年，于2012年公布了高质量水稻基因组序列。

该项目不仅提供了水稻基因组的底图，也为全球的水稻研究工作提供了重要的资源。

除了基因组测序，对基因组的注释也至关重要。

2018年，中国、日本、美国等国的科学家们联合发表了一篇名为“HostPathogen”(Waxman)，通过整合多种表达组学数据，对水稻基因组的注释进行了更新，共发现了14614个新的基因，有效地促进了水稻基因组研究的深入。

1.2水稻基因组结构和功能特点的研究水稻基因组大小为389Mb，包含大约4.29万个基因。

其中，基因密度比拟其他植物要大，基因的组织分布也呈现出显著的区分。

此外，水稻的基因序列中还含有许多支配了基因表达和基因功能的调控因子，如调控元件、非编码RNA等。

这些结构和特点的研究有助于更深层次的解析水稻的遗传机制。

第二部分：水稻遗传育种的研究进展2.1利用基因编辑技术改良水稻水稻主要遗传特征的研究为利用基因编辑技术改良水稻提供了核心思路。

近年来，科学家们通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术，针对水稻各个方面的遗传特征进行了深入的研究。

其中具有代表性的成果有：（1）使水稻茎粗略化的“SNU-16”基因的敲除，使其茎干更粗壮，抗风能力更强；（2）针对水稻的“脱粒非白化”基因进行靶向基因编辑，在保持其他基因不变的情况下，成功实现了水稻产量的提升。

2.2水稻病虫害抗性的研究水稻的病虫害是影响水稻丰产的主要因素之一。

研究表明，水稻的病虫害抗性主要由多个基因共同作用而得。

因此，为了实现水稻病虫害抗性的提升，科学家们也探寻了许多新的遗传调控方法。

Ｚ Ａ Ｇ Ｃ ｅｇ— ｉ ｇ ， Ｉ ｕ— ｉ ｇ ， Ｈ Ｎ Ｄ —ｚｏ Ｈ Ａ Ｇ Ｙｎ ｊ Ｈ Ｎ ｈｎ ｌ ｎ Ｙ Ｎ Ｆ ｑａ Ｃ Ｅ ａ ｈ ｕ ， Ｕ Ｎ ｉｇ－ ｉ ， ａ ｎ ｎ
ＸＩ ＡＯ Ｙｅ—ｑ ｎ ２ Ｗ Ｕ Ｗ ｅ ｉｇ ｎ—ｃ ａ ｇ ｈｎ
，
（．Ｃｌ ｇ ｆ ｇｏｏ ｙ Ｊ ｎｘ Ａ ｒ ｕｔ ａ Ｕ ｉ ｒｔ， ａｃａｇ３０４ ，Ｃ ｉａ １ ｏ ｅｅｏ ｒｎｍ ， ｉ ｇｉ ｇ ｃｌ ｒｌ ｎｖ ｓｙ Ｎ ｎ ｈｎ ３０５ ｈ ； ｌ Ａ ａ ｉ ｕ ｅｉ ｎ
２ ｉｅＲ ｓａ ｈＩｓｔｔ， ｉｎｘ Ａ ａｅ ｙｏ Ａ ｒ ｕ ｕａ Ｓｉｎｅ，Ｎ ｎｈｎ ３２ ０ Ｃ ｉａ ．Ｒｃ ｅｅｒ ｔｕｅ Ｊ ｇｉ ｃｄ ｍ ｆ ｇｉ ｌ ｒｌ ｃ ｃｓ ａｅ ａｇ ０ ０ ， ｈｎ ） ｃ ｎｉ ａ ｃｔ ｅ ３
（． １ 江西农业大学 农学院 ， 江西 南 昌 ３０４ ２ ３０５；．江西省农业科学院 水稻研究所： ， 江西 南 昌 ３００ ） ３２０
摘
要： 简略回顾 了根 系研 究法的进展 史。 对近年来水稻根 系研 究法作 了 为全面的综述 ， 较 评价 了 在的问 存
题井展 望 了发展前景。 关键词 ： 水稻 ； 系； 究法 根 研
１ 根系研究法的进展概况
鉴于根系对植株 的重要性 ， 人们很早 就开始 了对根系 的研究 。 中国西汉时期就相继采 用 了“ 田法 ” 如 代 和 “ 区田法”提 出了保护作物根系、 ， 促进根 系下扎 的技术措施 ， 但有文献记载的首次提到的对作物根 系进行 比较 系统研究的是德 国学者 Ｈｌ 。他在 １２ ａｓ ｅ ７７年首次采用简单 的挖掘 法来研究植物根 系在 土壤 中的分布 ， 的 其后 １０来年人们一直沿用该法来研究根 系。直到 １９ 年 ， ０ ８２ 美国的 Ｋｎ 采用先 以网状铁丝箱将土柱隔离 ， ｉｇ 然后用水

ｆａｃｔｏｒｓＩｎｆｈｅｎｃｉｎｇ ｏｌｌ ｒｏｏｔ ｇｒｏ￣６ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅＷｅｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｒｉｃｅ；Ｒｏｏｔ；Ｙｉｅｌｄ；Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃ ｈｎｉｑｕ ｅ
根系是 水稻植 物体 的重要组 成部 分 ，是水 稻吸 收水分 、 养分 、固定和支持 植株 的器官 ，它不仅具有 吸收功 能 ，而且 是 重要的代谢器官 ，在作物的生长发育 和产量 的形成 过程 中起 着非常重要 的作用 。水稻根 系数量 的多少 、活性 的强弱与 作 物 的衰 老 、物质生 产 、同化 产物的运输 分配 、结 实状况 和产量 等关系密切 ｌ１－４Ｊ。根 系 对植株 地 上部 的生 命 活动 具有 巨 大 的调节作用 ＿５Ｊ。已有研究 表明 ，水稻 生育后期 根 系活力及 不 同层次根量与籽粒灌 浆结 实密切相关 ，杂交 水稻 叶片早衰也 与生育后期根系 活力衰 退有关 ，通过 栽培措施 调节 生育后期 根系活力可 以有效 防止叶片早衰而增加产 量¨４ Ｊ。笔者就水 稻根系生长与产量 的关 系及根 系生 长调 控途 径做 一简 要综 述 ，以期 引起对 水稻根系研究 的重视 。 １ 水稻根 系的形成 与分布
Ａｂ！
Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅｔｈｅ ｒｏｏｔｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏ ｎ ，ｒｏｏｔｆｕｎｃｔｉｏ ｎ ａｎｄ ｔ ｈｅ ｒｅｌａｔ ｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｏｏｔ ａｎｄ ｔｏ￣ ｉｌＷｅｒ ｅ ｒ ｅｖｉｅｗｅｄ ａ ｎｄ ｓｅｖｅｒａｌ
水 稻从 基部密集 的每一个节茎和分蘖节 上发 生 的所 有根构 成 根群 。水稻 ７０％ ～８ｏ％ 的根 量 分 布 于 ０～１０ ｅｍ的 土层 内。 ＤｏｎａｌｄＥ Ｊ研究认 为适 于密植 群体植株 的根 系应 该保证 整个根 群在生长期内充分利用土壤环境 ，内部竞争小，有利于根对 深土层 营养物质 的利用 ，提高群体 生产水 平 。川 田认为 ＿８Ｊ上 位根均 分布 于土壤上 层 ，横 向或斜 向伸展 ；下位 根则 因节 间 不 同，伸展方 向和分 布 区域 不 同 ，根直 径 小 ，大 部 分横 向扩 展 ；分 蘖期发生 的根较 粗 ，斜 下方 向伸展分 布于 中下 层 ；幼穗 形成前后 长 出的根最 粗 ，大多 向下 伸展 。 ｌｉｂａ 、ＳｉｎｇｈｃｍＪ 的研究 表 明，水稻 根系类 型及 品种 间存 在较 大差 异 ，根系 的 分布 与土壤水 分 关 系密切 。吴志 强【１１ Ｊ研究 表 明，淹 水 田根 系分布于土壤上层 ；湿润灌溉和旱作 的稻 田根 系主要 分布 于 中下层 。吴岳轩ｌｌ Ｊ分析 温度对 杂交 稻根 系生长 发育 的影 响 指 出 ，高温有利 于根系 的发 生 、生 长 ，但后期会 加速 根系的衰 老 。赵世龙 ｌｌ ３¨经调查认 为 ，大 养 、稀植栽 培或 大穗 型 品种 的 根 系生长明显优于普通栽培或 小穗多蘖型 品种 。 ２ 水 稻根系的功能及活 力

水稻根的形态解剖结构分析水稻是人类重要的粮食作物之一，在全球范围内都得到广泛的种植。

随着人口的增加和需求的增加，对水稻的生产和品质控制要求也越来越高。

水稻根是水稻植株的重要器官之一，它不仅为植株提供了养分和水分，还能支持植株的生长和发育。

因此，对水稻根的形态解剖结构进行分析研究，有助于进一步理解水稻植株的生长发育和产量。

本文将对水稻根的形态、解剖和结构进行分析研究。

一、水稻根的形态1.整体形态水稻根是一种纤细的细根，通常为白色或淡黄色，呈圆形或椭圆形。

整棵水稻植株有许多根系生长，形成一个繁茂的根系网络，这些根系分别生长在不同的深度和方向上，构成复杂的根系结构。

2.分支形态水稻根分为主根、侧根和须根三种形态。

主根是由胚芽发育而来的，生长速度很快，是水稻根系的干线。

侧根和须根是从主根和其他侧根分化而来，向四周分布，支撑水稻植株的生长。

其中，须根是一种特殊的根系，它生长在水中或水浸状态下，可以为水稻提供足够的氧气和养分。

1.根毛水稻根表面覆盖了许多根毛，它们是根系的主要吸收器官。

根毛长度约为0.5~2毫米，直径约为0.02毫米。

根毛形态呈线状或突起状，表面呈微凹状，贴合土壤微观颗粒，起到增加根系表面积和吸收水分、养分的作用。

2.根冠区根冠区也叫植物冠区，是从根毛长出之处的1~2毫米范围内的区域。

除根毛之外，根冠区的细胞壁也能起到吸收物质的作用。

根冠区是根系吸收水分、养分的主要区域，是根系的重要器官之一。

3.根皮层根皮层是覆盖在根部表面的一层细胞，它是保护中央导管和生长点的重要层。

根皮层的细胞表面也覆有细胞壁，并有植物根毛生长所必需的各种酶和物质，对根毛的生长、形成和细胞分裂有重要作用。

4.根髓层根髓层也称暗色部，是根系的内部层。

它含有大量的导管和维管束，可以将土壤中的水分和养分输送到植物的各个部位。

在水稻根中，根髓层通常呈棕色或黑色，由于含有大量的铁、锰、铜等重金属。

5.根轴水稻的根轴是指从茎节点到根尖的根部主干，它是维持分化出各种分根和分化出的根部分别长出这些分根的基础。

水稻根系的形态和生长研究在日常生活中我们经常会食用到的水稻，是一种广泛种植的作物。

水稻生长过程中，根系是至关重要的部分之一，它对水稻的生长和产量有着至关重要的作用。

因此，对水稻根系的形态和生长进行深入研究，对于提高水稻产量、改善农田生态环境、提高农业可持续发展水平具有重要意义。

1. 水稻根系的形态水稻的根系是由原生根和侧生根两种根组成。

原生根由种子中胚茎部分发育而来，分为主根和侧生根。

主根向下发展，是水稻最重要的根系，主要负责吸收土壤中的营养物质和水分。

侧生根由主根向左右两侧发出，分为浅侧生根和深侧生根。

浅侧生根在土层浅部形成，主要吸收氮、磷等营养成分，具有较强的纵向生长能力；而深侧生根形成在深土层，主要负责吸收水分和铁、锰等元素，具有较强的横向生长能力。

2. 水稻根系的生长水稻根系的生长过程分为发芽阶段、萌芽阶段、生长旺盛期和成熟阶段四个阶段。

其中，萌芽阶段是水稻根系生长的关键时期，此时水稻正处于快速消耗体内储备营养物质的阶段，并开始吸收土壤中的养分，主根快速向下扎根，形成深侧生根和浅侧生根。

在生长旺盛期，水稻根系的快速生长增加了水稻的吸水和养分吸收能力，加快了水稻的生长速度。

3. 水稻根系的关键生理功能水稻根系不仅为水稻吸取养分、水分提供支持，还能减少土壤侵蚀、供氧等。

在根生吸收和分泌、激素调节、适应环境等方面，水稻根系有着独特的的生理功能。

水稻根系的吸水能力主要与根毛、根毛生产能力和根系结构有关，根毛生产能力越强，吸水能力越大。

水稻根系还可以通过分泌有机酸、溶解矿物质等方式，吸收土中难以溶解的养分，如磷、铁、锌等，从而减少通过施肥和地面冲积失去养分的数量，提高土壤养分利用率和水稻产量，同时还能调节土壤酸碱度和保护植物免受境内有毒物质侵害。

4. 水稻根系的研究进展随着研究技术的不断发展，人们对水稻根系的研究也日益深入。

现在，一种现代的根系研究技术——数字成像技术已经被应用于根系发育的定量测量。

ｒ ｏ ｏ ｔ ｌ ｅ ｓ ｓ １ ￣ ｃ ｒ ｏ ｗ ｎ ｒ ｏ ｏ ｔ ｌ ｅ ｓ ｓ ） 在不定根原基形成原始 细胞的第 １ 次平周分裂中受到抑制， 从而不能形成 不 定根 原基 ，导致 不定 根缺 失． Ａ Ｒ Ｌ １ ／ Ｃ Ｒ Ｌ １基 因编
码１ 个植 物特 异 的 ＡＳ ２ ／ Ｌ Ｏ Ｂ （ Ａ ｓ ｙ ｍｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｌ ｅ ａ ｖ ｅ ｓ ２ ／
第２ ６ 卷 第４ 期， ２ ０ １ ３ 年１ Ｏ 月
Ｖｏ １ ． ２ ６ Ｎｏ ． ４ ， Ｏｃ ｔ ． ２ ０１ ３
宁 波 大 学 学 报 （理 工 版 ）
Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｎ１ ＮＧ Ｂ Ｏ ＵＮ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ ＮＳ Ｅ Ｅ）
的进 展． １ 不 定根 和 主根 相关 基 因
阶段
目前克隆到 的水稻不定根基 因大多与生长素 信 号传递 通道相 关， 主要调控不 定根的起始和发 生． 第１ 个被克隆的控制不定根发育基因是 皿 ／
Ｃ Ｒ Ｌ １ ．不 定 根 缺 失 突 变 体 ａ ｒ ｌ ｌ ／ ｃ ｒ ｌ ｌ （ ａ ｄ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｕ ｓ
摘要：水稻根 系是植株吸收水分和营养物质的主要器官， 并影响地上部生长发育和产量形成， 但
由于根 系生 长在 土壤 里 限 制 了研 究 的 方 法 和 手段 ，使 水稻 根 系性 状 的研 究较 地 上 部相 对 滞 后 ．
近 年 来，对 水稻 根 系突 变体 的基 因克 隆和 功 能研 究取得 了较 大进展 ，对此进 行 综述 ，并期待 有 更 多的根 系基 因得 到 克 隆，为根 系生长发 育机 理研 究提 供 线 索，也 为根 系育种提 供基 因资 源．

《弱光对水稻生长发育影响研究进展》篇一一、引言随着现代农业科技的快速发展，水稻作为我国主要的粮食作物之一，其生长发育与环境因素的相互关系成为农业科学领域的研究热点。

弱光作为光照环境变化中的一种现象，对于水稻的生长发育具有重要的影响。

本文将针对弱光对水稻生长发育的影响展开探讨，分析当前的研究进展，并预测未来发展趋势。

二、弱光定义及影响因素弱光现象是指在自然环境或农业生产中，由于各种因素（如气候、种植模式等）导致的光照强度减弱。

光照强度直接影响光合作用和作物生长发育过程。

在农田环境中，由于稻田布局、光照透射和植物之间互相遮光等原因，容易造成光照分布不均和局部光照减弱的现象。

三、弱光对水稻生长发育的影响1. 叶片发育：弱光环境下，水稻叶片的叶绿素含量减少，叶片厚度降低，导致叶片光合作用能力下降，影响水稻的生长发育。

2. 光合作用：弱光环境会影响水稻的光合作用效率，导致其产量降低。

3. 根系生长：弱光环境下，水稻根系生长受阻，影响对养分和水分的吸收。

四、弱光对水稻生长发育影响的研究进展近年来，国内外学者对弱光对水稻生长发育的影响进行了大量研究。

研究结果表明，在弱光环境下，水稻的株高、叶面积、生物量等生长指标均有所下降。

同时，通过基因编辑技术培育出的耐弱光品种也在不断涌现。

此外，研究人员还发现，通过调整种植密度、改善农田微环境等措施，可以有效减轻弱光对水稻生长的不良影响。

五、研究方法与实验技术针对弱光对水稻生长发育的影响研究，目前主要采用实验室研究和田间试验相结合的方法。

实验室研究主要运用分子生物学和遗传学手段，分析弱光环境下水稻基因表达的变化；田间试验则通过调整种植密度、遮阴处理等手段，观察水稻在不同弱光环境下的生长情况。

此外，遥感技术、光谱分析等先进技术的应用也为研究提供了有力支持。

六、未来发展趋势与展望随着现代农业科技的不断进步，对弱光环境下水稻生长发育的研究将更加深入。

未来研究方向包括：进一步探究弱光对水稻生理生化过程的影响机制；通过基因编辑技术培育出更多耐弱光品种；开发新的农业技术手段（如智能遮阳网、LED补光技术等），提高农田的光照条件；结合人工智能和大数据技术，建立智能化的农田管理系统，实现水稻生产的精准化管理。

水稻根系形态与功能的生理和生态学研究水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是人类饮食中的基础之一。

其根系形态的生理学和生态学研究是了解水稻根系生长和发育、提高水稻产量和品质、改善农业可持续发展的重要途径。

本文将阐述水稻根系形态与功能的生理和生态学研究的现状、进展和未来发展方向。

一、水稻根系形态的研究水稻根系主要由根系和根冠组成。

根系是植株地下部分，主要功能是吸收土壤水分和养分。

根冠是植株地上部分，主要功能是光合作用和气体交换。

水稻根系的形态受到土壤性质、生长环境和生长阶段等因素的影响，其研究主要包括以下几个方面。

1.根系分枝的形态水稻根系分为主根和侧根，主根为直生根，侧根为支生根。

水稻根系分枝的形态受到土壤质地和养分的影响，土壤中养分丰富时，水稻根系的主根较少，侧根较多，分枝较发达，侧根长而细，增加了水稻根系的吸收面积，提高了水稻对土壤中养分的利用效率。

2.根系发育的时序和空间分布水稻根系发育的时序和空间分布与生长阶段有关。

幼苗期，水稻根系主要发育在土表面，根系的发育主要集中在侧根的形成和生长。

拔节期，主根逐渐向下生长，形成根系的主干，大量细根生长，吸收土壤中的养分和水分。

抽穗期，根系出现倒损现象，并逐渐衰老。

异常气候和水分条件会影响水稻根系的发育，降低其吸收能力。

二、水稻根系功能的研究1.土壤水分和养分吸收水稻根系对土壤的水分和养分具有非常高的吸收能力，其根系的分布和形态也对其吸收能力产生着重要的影响。

随着根系的分枝和增长，吸收面积也随之增大，吸收能力也随之提高。

2.土壤固结和抗旱性水稻根系对土壤固结和抗旱性的研究表明，水稻根系的生长和分枝对土壤有一定的机械作用，能够改善土壤结构和孔隙度。

根系的生长和分枝还能够增强水稻植株的抗旱性，以及对于异常气候和气温变化的适应性。

3.生态环境调节水稻根系对生态环境的调节作用非常显著。

水稻的根系能够调节土壤水分、养分、微生物和环境温度等因素，从而影响其生长和产量的增长。

水稻根系发育和生长机制研究水稻是我国最主要的粮食作物之一，也是全球主食之一。

水稻的良好品质和产量直接关系到国家的粮食安全和发展。

因此，研究水稻根系的发育和生长机制对于提高水稻的产量和品质至关重要。

在此，我们将探讨水稻根系发育和生长机制的研究现状和进展。

一、根系的结构和生长特点水稻的根系结构是多级根系，从种子中心会长出主根、侧根和顶芽。

水稻的根系生长速度快，可达每天1-2 cm。

同时，根系能受到环境的影响和调节，从而适应丰富多样的气候和土壤条件，达到最佳的生长状态。

二、根系发育和生长的调控机制根的发育和生长是由多个基因和生理调控因子相互作用而决定的，这些因素主要包括：1. 基因控制水稻根系的叶绿素和光合作用产物的传输和分配，从而影响了根系发育和生长；2. 激素参与根系的发育和生长，维持了根系的形态，功能和生理特点；3. 根系的生长受到植物周围环境的响应和调节，包括光、水和营养物质等方面的因素。

三、根系的发育和生长与水稻产量相关水稻的产量直接关系到其根系的发育和生长，水稻种植地的水分、肥料和气候等因素对水稻根系的发育和生长有着重要的影响。

一个健康的根系可以促进光合作用、固定碳水化合物、吸收水分和营养物质、防止生物胁迫等，从而提高水稻产量和品质。

四、研究热点和进展在水稻根系发育和生长的研究中，随着生物技术、分子遗传学和表观遗传领域的不断进步，研究人员细致地研究了与水稻根系发育相关的基因和生理调控因子，探索了根系的形态学和生理学特点，同时也提出了许多新的观点和理论，如根毛生长的分子机制和顶芽识别的途径等。

这些成果为进一步提高水稻产量和品质提供了有力的理论和实践依据。

同时，人们也不断地探索适合水稻生长的水肥一体化技术、耐盐碱技术和旱地水稻育种技术，以便有效地提高水稻产量和品质。

并且，各种新型高产水稻的根系形态学和生理生化特点也成为研究的重要内容。

总的来说，水稻根系发育和生长机制的深入研究是提高水稻产量和品质的重要方向。

进展 ， 出了在以后 的研究 工作中要加强和改进 的内容 。 提
关 键 词 ： 稻 ； 系 ； 培 ； 展 水 根 栽 进
中图分类号 ： ５ １ ０ ￥ １．１
文献标 识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ — ２０ ２０ ）５０ ０ —５ ０ １５ ８ （０ ６０ ． ５ ４０
根 系 作 为植 物 的 三 大器 官 之 一 ， 在植 物 的生 长 发 育过 程 中起着 极 为重 要的 作用 。 目前 ， 国际上 己将根 系 研究 作 为进一 步提 高农 作 物生 产力 的一个极 具 有潜力 的基 础性科 研课 题 。水 稻 根系 既是 吸 收养分 和水 分 的 重 要 器 官 ， 是 很 多 物 质 同化 、 也 转化 或 合 成 的场 所 ， 还 是 与地 上部 进行 物 质交 流 的代谢 器 官 。其生 长情 况与 活力 会直 接 影 响髂 个 水 稻 的 生 长发 育 、 养 水 平和 产 营 量水 平 。 由于水 稻根 系 的研究 难 度较 大等 客 观 因素 ， 过 去 国 内从 事 水稻 根 系 研究 较 少 ， 近年 来 不 少 学者 已陆
太 田保夫 等 按节 位 分级 法将 水稻 根 系分 为上层 根 和 下层 根 ， 即将 最 上 部 ３个 发根 节 位 发 的根 称 为 上 层
根， 其下所 有 节位 的根 为 下层 根 。 凌启 鸿认 为这 种分 类
在 根 系 的生 长 和机 能上 都明显 超过 常规 水稻Ｌ １ 。吴 岳
续开 展 了水 稻根 系 的研究 。人们 对水 稻根 系 的研究 方 法 、 稻根 系形 态 和机 能 、 稻根 系 与地 上 部 的 关 系 、 水 水
钾 等无 机养 分 ， 这早 已为人 们所 共识 。李 木英等 指 出 ，

水稻根的形态解剖结构分析1. 引言1.1 研究背景水稻是我国的重要粮食作物之一，其根系结构对于水稻生长发育和产量质量具有重要影响。

水稻根的形态解剖结构分析可以帮助我们更深入地了解水稻根系的功能和特点，为提高水稻产量和适应各种环境提供理论基础。

水稻根系主要由根须、根颈、根颜色、根尖和根毛等结构组成。

根须能够吸收水分和养分，根颈是根系与地表部分连接的部位，根颜色可以反映水稻对土壤养分的吸收能力，根尖是根系延伸生长的部位，根毛则可以增加根系表面积，提高养分吸收效率。

水稻根的细胞组织结构分析可以揭示水稻根系内部的构造和功能。

水稻根的结构包括表皮细胞、维管束、髓部细胞等不同类型的细胞组织，这些组织密切配合，完成水分和养分的吸收和运输。

水稻根的生长发育过程是一个复杂的生物学过程，受到环境因素和遗传因素的共同调控。

水稻根的形态结构对其生长发育过程具有重要影响，了解水稻根的生长规律可以为科学施肥和水管理提供参考。

水稻根的适应环境能力是水稻生长发育的关键因素之一。

水稻根系能够适应不同土壤类型和气候条件，根系的形态解剖结构与其适应能力密切相关，通过研究水稻根的形态特点和结构特点，可以为水稻的栽培管理提供科学依据。

1.2 研究目的研究目的是为了深入了解水稻根的形态解剖结构特点，探讨其在水稻生长发育和适应环境过程中的作用和意义。

通过对水稻根的解剖结构进行分析和研究，可以揭示其细胞组织结构的特点，了解水稻根在吸收养分、传导物质、保护植株等方面的功能机制。

深入研究水稻根的生长发育过程和适应环境能力，有助于为进一步提高水稻产量和质量提供科学依据，促进水稻生产的可持续发展。

本研究旨在全面分析水稻根的形态解剖结构特点，揭示其功能和意义，为未来水稻根相关研究提供参考和借鉴，推动水稻生产技术的进步和创新。

1.3 研究意义水稻是我国主要粮食作物之一，对我国的粮食安全和农业发展起着至关重要的作用。

水稻的根系是其生长发育的基础，根的形态解剖结构直接影响着水稻的吸收营养、抗逆能力和生长发育。

生长素调控水稻生长发育的研究进展
喻梓轩;刘新勇;张健;梁大成
【期刊名称】《中国稻米》
【年(卷),期】2024(30)1
【摘要】生长素(auxin,IAA)是一种重要的植物生长激素,普遍存在于各种植物和藻类中,其参与组织分化、器官发生、形态建成、向性反应和顶端优势等生理过程以及对复杂环境适应过程。

目前双子叶植物拟南芥中生长素调控生长发育的机制已经基本清楚,但是生长素怎样在单子叶植物水稻中行使功能,仍有很多未解之谜。

本文综述了近20年国内外关于生长素调控单子叶植物水稻根、茎、叶、花和籽粒生长发育的细胞学和生理机制,重点归纳整理了生长素相关基因对水稻生长发育的分子调控机制,展望了未来水稻中依靠生长素途径精准合成运输生长素的调控,以及利用生长素突变体表型变异的开发前景。

【总页数】10页(P1-9)
【作者】喻梓轩;刘新勇;张健;梁大成
【作者单位】长江大学农学院;中国水稻研究所/水稻生物育种全国重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】S511
【相关文献】
1.生长素对水稻根系生长发育调控的研究进展
2.细胞分裂素对植物生长发育的调控机理研究进展及其在水稻生产中的应用探讨
3.茉莉素、生长素和表观遗传调控水
稻颖花发育的研究进展4.OsSPL转录因子调控水稻生长发育的研究进展5.生长素代谢、运输及信号转导调控水稻粒型研究进展
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植物学通报 2004, 21 (3): 263￣272Chinese Bulletin of Botany植物向光性反应的研究进展①钱善勤 王 忠② 莫亿伟 顾蕴洁（扬州大学农学院农学系 扬州 ２２５００９）摘要 本文对近年来有关植物向光性反应的研究结果作一综述：１）　向光素和隐花色素是植物向光反应中的主要光受体，光敏色素在植物向光性反应中也起一定的作用；　２）　对植物的光辐照度－弯曲度曲线的分析，可知植物的正向光性运动有两种反应，即第一次正向光性弯曲和第二次正向光性弯曲；　３）　拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ）和水稻（Ｏｒｙｚａ　ｓａｔｉｖａ）等植物的根系具有负向光性的特性，根的负向光性倾斜生长角度为负向光性生长和向重性生长相互作用的矢量和；　４）　生长素的胞间运输依赖于生长素载体，生长素载体的不对称分布和动态运动是生长素极性运输和向性运动的分子基础。

关键词 向光性反应，光受体，向光素，生长素载体Recent Progress in Plant Phototropism ResearchＱＩＡＮ　Ｓｈａｎ－Ｑｉｎ ＷＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇ② ＭＯ　Ｙｉ－Ｗｅｉ ＧＵ　Ｙｕｎ－Ｊｉｅ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，　Ｙａｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５００９）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｒｅｃｅｎｔ　ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ　ａｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　Ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｎａｎｄ　ｃｒｙｐｔｏｃｈｒｏｍｅ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｋｅｙ　ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒｓ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ，　ａｎｄ　ｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｅ　ｐｌａｙｓ　ａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｐｌａｎｔ　ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ　ｔｏｏ． Ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｒｉｃｅ　ａｎｄ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃ－ｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ，　ｔｈｅ　ｃｕｒｖａｔｕｒｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｖｅｃｔｏｒ　ｓｕｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ　ａｎｄｇｒａｖｉｔｒｏｐｉｓｍ．　Ｍａｎｙ　ｎｅｗ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ　ｈａｖｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｅｖｉｄｅｎｃｅｓ　ｔｈａｔ　ｂｏｔｈ　ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＩＡＡ　ｃａｒｒｉｅｒ　ｉｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｏｌａｒ　ＩＡＡｔｒａｎｓｐｏｒｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ Ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ，　Ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ，　Ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｎ，　ＩＡＡ　ｃａｒｒｉｅｒ光是对植物调控作用最广泛且最明显的环境因子。

了根系研究的深入 。大批科研工作者正是急于此而通过不懈的努力 ， 在近 ２ ３ 中取得 了喜人的成果 ， ０～ ０年 使得水稻 根系形态育种已初现端倪。本文对这些研究成果进行了总结 ， 现综述如下。
１ 水稻根系的功能
自 １２ 年 Ｗｅｖｒ 从 ９３ ａｅ 首先开展水稻根系研究以来 ， 经过近一个世纪的努力 ， 人们对水稻根系的认识积累了丰富的 知识 ， 在根系对水稻植株地上部的生长和稻谷产量方面所起的重要作用上获得 了广泛认 同 Ｊ 。根系的功能主要有
３ ｉ ｅｅｒ ｎｔｕｅ Ｊ ｎｒ Ａ ａｅ ｇ ｃ ｔｒ ｃｅｃｓ Ｎ ｃａｇ３００ Ｃ ｉａ ．Ｒｃ Ｒ ｓａ ｈＩｓ ｔ ， ｉ ｇ ｃｄｍｙｏ Ａ ｒ ｕ ｕａ Ｓｉ ｅ ， ａ ｈ ｎ ３２０， ｈｎ ） ｅ ｃ ｉｔ ａ ｄ ｆ ｉｌ ｌ ｎ ｎ
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水稻根系三维建模及可视化方法研究进展作者：吴盼盼唐子宗杨乐彭军张欢欢施俊林来源：《福建农业学报》2021年第08期摘要：根系是水稻获取养分的主要器官，水稻根系三维建模及可视化有助于进一步了解其根系的形态、结构和功能。

随着计算机视觉和非侵入性技术的小断发展，根系形态和功能研究已进人数字化和可视化的阶段。

近年来许多研究者分别从制作出土根系于绘图、计算机断层扫描（ CT）等非侵入性技术、数学建模以及仿真模拟等方面推进水稻根系三维建模及可视化的研究。

根系数据的获取是三维建模的有效前提，根据是否破坏根系原有生长环境，根系数据探测被分为破坏性探测和原位探测两类，本文对比分析了两种探测方式的方法和特点。

从人工观察测量、机器视觉、光学仪器或断层扫描的三维数字化等方面对水稻根系的三维建模进行了阐述，总结了水稻根系三维建模及可视化的研究进展，并对当下主流三维重构技术进行分类和对比，总结了不同根系三维重构方法在重建效果、成本、操作水平等方面的优劣势。

此外，南于根系生长在复杂多变的土壤环境中，小同时期根系的生长发育受土壤紧实度，水分、养分分布等因素的影响而存在差异，且受限于土壤的不透明和小稳定性，更多水稻根系的三维建模研究主要停留在根系基本指标与非环境因素（如土层深度、时问）的统计拟合及单环境因子对水稻根系生理生态的影响上，而根系与多环境因子动态交互方面的研究较少。

在高度非结构化的根系数据处理困难的情况下，探究水稻根系与环境的动态转化过程及根系生长与多环境因子的定量关系模型将成为未来根系三维建模研究的重要方向，为构建更具真实意义的可视化模型提供基础。

关键词：水稻根系;探测方法;三维重构;环境一根系模型中图分类号：S 511文献标志码：A文章编号：1008-03 84（2021）08-0972-09Visualization of Rice Root System by 3D Modeling： A ReviewWU Panpan 1， TANG Zizong 1， YANGLe 1.2*， Peng Jun 1. Zhang Huanhuan 1， Shi Junlin l（ I. College of Computer Information and Engineering， Jiangxi Agricultural University Nanchang， Jiangxi 330045， China;2. Key Laboratory of lnformation Technology in Agriculture for Colleges and Universities in Jiangxi Province， Jiangxi AgricultureUniversity， Nanchang， Jiangxi330045. China）Abstract： As an organ that extracts water and nutrients from the soil. the root system is vital for a rice plant. Establishing a 3Dmodel to visualize the system structure can materially help the studies on the morphology and functional traits of the roots.Recent advancements in the computerized and non-invasive technologies make the information digitization for scientificresearch increasingly accessible and significant progresses possible. For instance， utilizing hand drawings and computertomography （CT）， mathematical models were built to vividly simulate the configuration of unearthed root system. Since dataacquisition that proceeds model building is essential for an accurate and reliable representation. this article compares andanalyzes the principles and characteristics of two classes of detection methods for information collection on the rootsystems.These methods can be either destructive or in-situ in applications depending upon whether or not the original growthenvironment was interrupted or destroyed. The 3D modeling and visualization of rice root system is explained in this articlefrom the aspects of manual observation and measurement， machinery vision. 3D digitization by optical instruments. andtomography， etc. The mainstream reconstruction technologies are classified， compared， and analyzed with respect to the prosand cons on the resulting effect as well as the cost and ease of operation. Since environmentalconditions are ever-changing. thedevelopment of a root system is invariably complex and varied. The affecting factors include the firmness. moisture content.and nutrients distribution of the soil a plant grows on. In addition. the non-transparency and instability of soil has so farhindered the related studies and confined to the fundamental and non-enviromuental elements. such as. depth of layer and time，for statistical analysis. Consequently， few reports dealt with the dynamic interactions among the multi-environmental factorsthat effect on the root development are available. Evidently， in the foreseeable future. the newly developed modeling andvisualization technologies would usher in innovative applications and deep understanding in the field of study.Key words： Rice root system： detection method： 3D reconstruction; root system-environment model1绪论水稻是重要的粮食作物之一[1]，根系作为水稻的重要器官可直接影响其水分和养分的吸收能力，并通过与土壤的相互作用影响其生产效率[2-3]。

水稻主要病害生物防治的研究进展一、内容综述随着全球人口的增长和粮食需求的不断提高，水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，其产量和质量对人类生存和发展具有重要意义。

然而水稻生产过程中病虫害的发生严重制约了水稻产量的提高和质量的保障。

为了解决这一问题，科学家们对水稻主要病害生物防治的研究取得了显著进展。

本文将综述近年来在水稻主要病害生物防治方面的主要研究进展，包括病原物鉴定、病害监测预警、生物防治技术研究等方面。

首先病原物鉴定是病害防治的基础，通过对水稻病原菌、病毒和寄生线虫等病原物的鉴定，科学家们可以明确病害的类型和来源，为制定针对性的防治措施提供依据。

近年来基因组学技术的发展为水稻病原物鉴定提供了新方法，如基于PCR技术的分子标记辅助鉴定技术、基于转录组测序技术的基因组学分析方法等，这些技术的应用大大提高了病原物鉴定的准确性和效率。

其次病害监测预警是病害防治的关键环节，通过对水稻生长过程中的各项指标进行实时监测，可以及时发现病害的发生和蔓延趋势，为采取有效的防治措施提供科学依据。

近年来随着遥感技术、无人机技术和人工智能技术的发展，水稻病害监测预警技术得到了极大提升，如基于遥感技术的多光谱影像分析方法、基于无人机技术的大范围快速监测方法等，这些技术的应用使得病害监测预警更加精确、高效和全面。

生物防治技术研究是实现水稻病害可持续控制的重要途径，通过研究和应用各种生物防治剂，如微生物制剂、昆虫防控剂和植物源性农药等，可以有效降低化学农药的使用量，减少环境污染，同时提高农业生产的经济效益。

近年来以基因工程为核心的生物防治技术研究取得了重要突破，如抗性基因的克隆和表达、新型生物防治剂的研发等，这些成果为水稻病害生物防治技术的推广应用奠定了坚实基础。

水稻主要病害生物防治的研究进展涉及病原物鉴定、病害监测预警和生物防治技术研究等多个方面，这些研究成果为实现水稻高产、优质、高效生产提供了有力支持。

然而由于水稻生产环境的复杂性和病害种类的多样性，未来仍需进一步深化研究，开发出更多高效、安全、环保的病害防治技术和方法。