环境因子对水稻根系生长发育的影响

1. 环境因子对水稻根系生长发育的影响 报告人 ：邓亚萍 导 师 ： 王 忠

2. 报告内容 一、选题意义 二、研究现状 三、研究内容 四、研究方案 五、实验可行性分析 六、当前所做工作及下步计划 七、参考文献

3. 选题意义 • 水稻根系的发生发育是其内部遗传系统与外部环境刺激共同作用的结果，有很大的可塑性，在不同的环境刺激下，水稻根系的形态结构及生理状况会产生一系列的适应性变化来增强对水分和养分的吸收及自身的抗逆性。

4. 目前的研究大多是某个单一的环境因子对水稻根系的影响，对于各种环境因子如温度、光照、水分、矿质营养等对水稻根系生长发育的系统而全面的研究尚不完善，因此本研究旨在前人研究的基础上，对各种环境因子对水稻根系的影响进行验证、综合并对研究的较少的如光、激素、机械胁迫等对水稻根系生长发育的影响做进一步的探索研究。目前的研究大多是某个单一的环境因子对水稻根系的影响，对于各种环境因子如温度、光照、水分、矿质营养等对水稻根系生长发育的系统而全面的研究尚不完善，因此本研究旨在前人研究的基础上，对各种环境因子对水稻根系的影响进行验证、综合并对研究的较少的如光、激素、机械胁迫等对水稻根系生长发育的影响做进一步的探索研究。

5. 研究现状 王忠等首先发现了水稻 根的负向光性，其研究 指出感受光信号的是根 冠而发生向光性反应的 是伸长区

6. 环境因子对水稻根负向光性的影响

7. 不同水分对水稻根的形态解剖学研究 水稻根中的通气组织也是对环境适应性的一种表现,但通气组织的形成还可能降低水稻根中离子的转运能力,影响离子的吸收

9. 水稻根外皮层边缘的厚壁组织保护着皮层的通气组织，防止根细胞中的氧径向散失到土壤中，离子选择电极实验证明，水稻皮层的这一层特殊的结构与氮的吸收可能有关。水稻根外皮层边缘的厚壁组织保护着皮层的通气组织，防止根细胞中的氧径向散失到土壤中，离子选择电极实验证明，水稻皮层的这一层特殊的结构与氮的吸收可能有关。

10. 研究内容 重 力 光 照 氧气及二氧化碳 温 度 水 分 机械伤害 氧气 营 养 PH 重 力

11. 关于探讨不同环境因子对水稻根生长发育影响的研究方案关于探讨不同环境因子对水稻根生长发育影响的研究方案 温 度 生 长 量 环境因子对水稻根生长发育的影响 生 长 速率 光 照 培养水稻苗 外 部 形 态 水 分 内 部 结 构 营 养 PH 向 重 性 负向光性 机械伤害

12. 关于探讨不同环境因子对水稻根生长影响的研究方案关于探讨不同环境因子对水稻根生长影响的研究方案 • 通过通过根系扫描仪和WinRHizo软件对根系生长进行定量分析 环境因子对水稻根生长的影响 设置不同处理 取不同处理的水稻根 对根系的生长量及生长速率进行计算

13. 关于探讨不同环境因子对水稻根形态结构影响的研究方案关于探讨不同环境因子对水稻根形态结构影响的研究方案 徒手切片及冰冻切片寻找不同处理下，根的内部形态差异 不同环境因子对水稻根形态结构的影响 设置不同处理 取不同处理的水稻根 树脂包埋和半薄切片结合光镜，进一步观察环境因子对水稻根内部结构的影响

14. 前固定 后固定 脱水 置换 浸透包埋 切片 染色 观察 研究方法 水稻处理后 切取根段 制作冰冻切片 荧光观察

15. 实验可行性分析 • 本人查阅了国内外大量的相关参考文献，掌握了该方向的研究动态，本实验室长期从事植物学形态发育等方面的研究，形成了比较成熟的研究方法，而且对于水稻根的研究在国内首先发现了水稻根具有负向光性，此外本实验室及所在的学校已备具了此研究所需的各种仪器和试剂。

16. 实验进展和下步计划 1.学习与实验相关的各种仪器的使用，以及实验方法的熟悉掌握 2.在光照对水稻根生长发育影响的研究中发现，对根系直接照光时，根系的生长明显受到抑制，无论是根长、根体积、根数及根的生长量和生长速率都低于暗处生长的根系 3.2008年4月—9月，大批量培养水稻苗并设置不同环境因子的处理 4.选不同处理的水稻根进行树脂包埋切片 5.光镜及荧光显微镜下观察根的内部形态差异

17. 参考文献 [1] 王忠 莫忆伟 钱善勤 顾蕴洁 水稻根的负向光性及其影响因素 中国水稻科学 第33 卷 第1期 2003 [2] 崔志青等光对作物根系的影响研究进展 河南农业大学学报 2005年 [3] 梁虹.喻富根 1-奈氨甲酰苯甲酸,外源IAA和GA3对拟南芥根的伸长和向重性反应 植物生理学通讯 43卷4期 2007.8 [4] 吴明伟 程式华 水稻根系育种的意义与前景 中国水稻科学2005 , 19 (2) :174～180 [5] 黄发松. 水稻根系生长生理与根系遗传育种研究[A]. 作物育种学术论文集[C]. 北 京:中国农业出版社, 1998. [6] 孙静文,陈温福,蒇春明,等. 水稻根系研究进展[ J ]. 沈阳农业大学学报, 2002, 33 (6) : 466～470. 胡文海. [7] 阿加拉铁等 植物激素与水稻产量的关系中国稻米2006 [8] 梁颖; 胡雪琴; 王三根; 张宪陶 6-BA对水分胁迫下水稻幼苗生理特性的影响 作物与栽培 2002 年 04期 [9] SUN Q , YODA K, SUZUKI H. Internal axial light conduction in the stems and roots of herbaceous plants[J ] . J Exp Bot , 2005 ,56 :191 – 203 [10]AA Haren The Effect of Light Intensity and Relative Humidity on Growth Rate and Root Respiration of Plantago lanceolata and Zea mays .Journal of Experimental Botany Volum 31 number 6. [11] Mingshou Fan, Ruiqin Bai, Xuefeng Zhao, Jianhua Zhang Aerenchyma Formed Under Phosphorus Deficiency Contributes to the Reduced Root Hydraulic Conductivity in Maize Roots Journal of Integrative Plant Biology 49 (5), 598–604 2007

18. [12] 樊明寿 张福锁 缺磷条件下根中通气组织的形成 自然科学进展第3卷第2期 2003年2月 [13] 樊明寿,孙国荣 缺磷玉米根内通气组织的发育时间及基因型差异 作物学报 31 卷第9 期 2005 [14] 王金祥 严小龙 潘瑞炽 不定根形成与植物激素的关系 植物生理学通讯 第41 卷 第2 期，2005 年4 月 [15] X. L. HOU, P. WU, F. C. JIAO, Q. J. JIA, H. M. CHEN, J. YU, X. W. SONG & K. K. YI. (2005) Regulation of the expression of OsIPS1 and OsIPS2 in rice via systemic and local Pi signalling and hormones. Plant, Cell & Environment:3, 353–364 [16] 李海波 夏铭 吴平 低磷胁迫对水稻苗期侧根生长及养分吸收的影响 植物学报 2001 43(11) 1154-1160 [17] JEAN ARMSTRONG* and WILLIAM ARMSTRONG Rice: Sulfide-induced Barriers to Root Radial Oxygen Loss, Fe2+ and Water Uptake, and Lateral Root Emergence Annals of Botany 96: 625–638, 2005 [18] Paramita Basu, Yuan-Ji Zhang, Jonathan P. Lynch, Kathleen M. Brown. (2007) Ethylene modulates genetic, positional, and nutritional regulation of root plagiogravitropism. Functional Plant Biology:1, 41 Genetics:7, 1361 [19] Ethylene: a regulator of root architectural responses to soil phosphorus availability Plant, Cell & Environment 22 (4), 425–431 1999 [20] Ethylene: a regulator of root architectural responses to soil phosphorus availability Plant, Cell & Environment 22 (4), 425–431 [21] orphological and Physiological Responses of Rice (Oryza sativa) to Limited Phosphorus Supply in Aerated and Stagnant Solution Culture Annals of Botany 98: 995–1004, 2006

19. 谢谢大家！