环境因子对水稻根系的影响.ppt

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1、环境因子对水稻根系的影响报告内容水稻根系的形态与功能温度、光照、水分及植物激素对水稻根的影响研究展望1.水稻的根系水稻根系既是吸收养分和水分的重要器官,又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所,其形态和生理特性与地上部的生长发育、产量、品质形成均有着密切的关系。根系的形态结构与活性及其与产量的关系一直是水稻根系研究的一个热点，其核心问题是高产水稻应该具有什么样的根系形态生理特征及高产水稻根系在不同的环境条件下的应答如何。水稻根系的形态叶根图2水稻根横切的荧光照片图1外皮层厚壁细胞外皮层厚壁组织及通气组织2.温度因子与水稻根系温度几乎影响着植物所有的生物学过过程，在植物的生长发育过程中起

2、着重要的作用。对于根系而言，根际温度更是影响着根系的生长发育、形态结构及根中各种代谢过程。水稻根系的生长受温度的影响主要表现在生长前期根系的形成和生长后期的衰竭,水稻根系生长的最适温度是25～32℃。在此界限内温度越高，地上部发育的越好；温度低时则根部的生长量增大。Neilsen(1974)认为,在根系生长的最适温度或较高温度下,有利于根系的发生伸长,相反较低的土壤温度则可以延缓根系细胞的衰老,延长根系生理活性。温度对水稻根负向光性的影响王忠（2003）在研究温度对水稻根负向光性的影响时，发现10℃时水稻发生冷害，根系停在生长，看不到负向光性反应；20℃时水稻根系生长，有负向光性反应；在

3、30℃时稻根的生长和负向光性反应最快；40℃时稻根的生长量和根负向光性倾斜度降低。温度对水稻根内部形态及生理的影响S.B.Varade的研究指出在提高温度及光照强度，加大能量输入，促使稻根中孔隙度的增加。Lakkakula（2004）认为温度对水稻根中谷氨酰胺合成酶（GS）活性具有相反的作用，23℃下生长的水稻根的GS活性明显高于32℃下生长的活性。低的根区温度常会减少作物根系CTK、GA的合成和向上运输,同时增加根系ABA的合成和向上运输。3.水分因子吴志强(1992)的研究表明淹水田根系主要分布在土壤上层,密集成网,而湿润灌溉和旱田栽培的稻田上层根较少,根系主要分布在中下层。张玉屏等

4、(2001)认为土壤水分为田间持水量的70%～75%时最有利根系的生长发育,土壤水分过多或过少,都会导致根干重、根系吸收面积的全面下降;而且生育时期不同,根系对土壤水分的敏感程度也不同,如分蘖期干旱对根系生长发育影响较小,拔节后至抽穗开花期根系对水分胁迫最为敏感。。在旱作条件下，水稻根系生物量更大，根活性更高。有人认为旱种水稻根系活性高，有利于协调水稻高产与根系早衰的矛盾。但干旱条件下根系大量生长可能会消耗大量的光合产物，对作物高产将造成一定的风险。汪强（2006）的研究从水稻的根生物量、根冠比、最大根深和根呼吸等方面证明旱作水稻根系生长较常规水稻旺盛。但量的形成与根系之关系受土壤水分的

5、影响很复杂。旱作条件下水稻根中通气组织形成实线箭头表示不定根皮层薄壁细胞崩溃处或通气组织形成处；虚线箭头表示皮层厚壁细胞形成情况。ABCDEFA旱稻（巴西旱稻）—15mmB常规粳稻（农垦57）—15mmC常规籼稻（扬稻6号）—15mmD杂交粳稻（泗优917）—15mmE杂交籼稻（汕优63）—15mmF旱稻（巴西旱稻）—25mm4.光照因子与水稻根系光是对植物调控作用最广泛，最明显的环境因子。光作为环境信号，对植物的代谢，器官的发生，形态建成，向性运动等方面都有深刻的影响。植物通过光信号受体和光信号传导途径来接受光强、光质、光照方向和光周期等光信号，并做出相应的反应。光照强度对水稻根系的影

6、响在对水稻整个植株照光时，水稻根系生长量在强光下较大弱光下较小。但是对根系直接照光时，根系的生长明显受到抑制，无论是根长、根体积及根数都少于暗处生长的根系。在光诱导豌豆苗根抑制中，已有研究指出乙烯是光诱导豌豆苗根抑制的可能调节因子。白光抑制根伸长的40％～50％，而根中乙烯的含量提高了4倍，暗中生长的豌豆根在0.1umol的ACC处理后，得到与照光相同的抑制效果，照光下，使用乙烯合成抑制剂时，解除了光对根的抑制。光照度对稻根生理生化的影响硝酸还原酶(NR)是一种光诱导酶,光照能促进NR的合成。不同光照度下生长4周龄的小麦(TriticumaestivumL.)幼苗根中的NR活性随着光照增

7、强而提高,光照度和NR活性之间呈一定的正相关。强光能提高稻苗和麦苗根系对NH4+或NO3-的吸收速率。强光照射下培育出的稻苗，其根内积累的蛋白氮含量高，非蛋白氮含量低，总氮量高，可见，强光能提高稻苗氮化合物的合成，促进蛋白质在根内积累。而在不同光照度条件下，水稻根中谷氨酰胺合成酶(GS)同功酶GSrb的表达并不受影响。光照时间对水稻根系的影响光照充足有利于光合作用，这使地上部所制造的光合产物更多地向根系转移成为可能从而为培育出健壮的