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1、2006年 第5期 耕作与栽培·13·根系分泌物及其在植物生长中的作用3常二华 杨建昌(扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室 江苏扬州 225009)[11]摘 要 根系分泌物是植物与外界进行物质交流的重要媒泌的植物高铁载体;有机酸,如有排根的植物可以分泌柠[12]介,研究根系分泌物对于明确和协调植物和环境之间的关系檬酸、木豆分泌的番石榴酸、苹果酸、苯甲酸、肉桂酸、脂有很大的理论和实践意义。本文回顾了近年来有关根系分肪酸等等,它们可以活化矿质养分,其中苯甲酸、肉桂酸和某[13]泌物的研究进展,包括其种类、组成、产生
2、途径及其影响因些酚类物质能作为他感物质对邻近生物产生克制作用,素,并着重论述了根系分泌物在植物生长中的作用,同时对而脂肪酸在豆科中出现较多,对固氮微生物的活力影响很其研究前景进行了探讨。大。低分子有机化合物在养分活化方面作用尤为突出。它关键词 根系分泌物 植物生长 养分吸收 土壤环境们可以通过改变pH值、氧化还原条件或通过螯合作用和还原作用来增加某些养分的溶解度和移动性,进而促进植物对根系作为植物与土壤的接触面,在从土壤中吸收水分、这些养分的吸收。养分的同时,通过根分泌的方式向根周围释放出各种化合高分子粘胶物质包括:多糖、酚类化合物、多聚半
3、乳糖醛物,产生根际效应,进而调控或影响植株的生长发育,这些由酸等。它们主要从根冠和外皮层细胞中分泌出来,包裹在根植物根系在生命活动过程中向外界环境分泌的各种化合物,尖细胞表面以防止幼嫩细胞脱水,同时也起润滑的作用,加[1]我们称之为根系分泌物。广义的根系分泌物包含了健康强根系与土壤不规则表面的联结,从而促进了根表面-胶粘组织有机物的释放及衰老表面细胞和细胞内含物的分解,植层-土壤颗粒之间的水分运移和离子交换;通过填充某些空物根系直接分泌作用及微生物修饰及其自身的产物。主要隙,降低了养分迁移过程的曲折度;完善了根O土水分体系,[2,3]包括:
4、渗出物、分泌物、植物粘液、胶质和裂解物。狭义的有利于植物根系对水分和养分的吸收,这对干旱、半干旱地[4]根系分泌物仅包括溢泌作用进入土壤的可溶性有机物。区土壤供水供肥能力有重要作用。另外,在酸性土壤上,胶已有的研究表明植物根系的分泌作用是其适应胁迫环境的粘物质能够吸附固定一些重金属元素,如Fe、Al、Mn、Cd一种重要方式,通过根系分泌作用,植物与根际环境进行着等[14],以减轻它们对植物的毒害作用[15]。物质、能量与信息的交流。根系分泌物的组成变化反映了植细胞或组织脱落物及溶解产物包括:根冠细胞和根毛细物个体新陈代谢和生长发育状况。近年
5、来,随着根际微生态胞内含物。它们是微生物的能源物质,通过影响根际微生物学的建立和发展,根系分泌物已成为植物营养学和根际微生的数量和活动而对土壤中营养元素起到间接的活化作用[5～8]态学研究的重要内容。2 根系分泌物产生途径1 根系分泌物的种类和组成有研究发现,植物光合产物的28%～59%转移到地下根系分泌物的种类繁多,而且不同植物的种类和数量也部,其中有4%～70%通过根系的分泌作用进入土壤,关于植有很大差异。目前大多数学者把根分泌物中的有机物质划物根系分泌的机理,许多学者的见解并不一致,基本上是两分为:低分子有机化合物、高分子粘胶物质、细
6、胞或组织脱落条途径,即植物生理的代谢途径和非代谢途径。代谢途径产[9]物质溶解产物。另外,质子和无机离子,也是根分泌物的生的分泌物又可分为初生代谢和次生代谢。初生代谢为植成分之一,它们对根际土壤的pH值及氧化还原电位有一定物生长、发育和繁殖提供物质、能量及信息,部分物质在代谢[10]的调节作用,进而可以影响营养元素在根际的有效性。过程中以根系分泌物形式释放到根际,其释放强度与根的生根分泌物中的低分子有机化合物包括:低分子量的糖长能力、根际微生态环境有关。当根系处于逆境胁迫时,植类、有机酸、氨基酸和酚类化合物。到目前为止至少已有10物为适应环
7、境胁迫,可以通过自身的调节,分泌专一性的物种低分子量糖和20种氨基酸在根分泌物中被发现。低分子质。如白羽扇豆在缺磷条件下,根系分泌大量的有机酸,诱量糖,以葡萄糖和果糖较普遍;氨基酸,除蛋白类氨基酸外,导根系成簇生根,其产生的柠檬酸降低了根际PH值,并溶还有非蛋白质类的氨基酸,如禾本科作物在缺铁时分解土壤中难溶性磷酸盐。次生代谢相对初生代谢而言,其产物不直接参与植物生长、发育和繁殖,而用于适应不良环境,收稿日期:2006209230次生代谢产生的根系分泌物很大部分是相克物质。,如野燕第一作者:常二华(19822),男,博士研究生,从事作物栽培
8、生理的麦根系分泌物中含有阿魏酸、咖啡酸和丁香酸等物质。非代研究谢途径产生的根分泌物,主要来自植物根残体的分解,或者基金项目:国家自然科学基金(30370828)和江苏省自然科学基
