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五、高湿环境决定不定根的性状

来源:那花园
】 2012-01-26 00:00
[摘要]五、高湿环境决定不定根的性状 在植物水生诱导过程中,不定根的形成是技术的关键,不管是陆生植物经去根后第一步的催根环节,还是进入水生诱导苗床水环境下的通气组织诱导环节,都关系到不定根的继续形成与发育。但这两个不同环节其不定根形成及发育的机理与
五、高湿环境决定不定根的性状      在植物水生诱导过程中,不定根的形成是技术的关键,不管是陆生植物经去根后第一步的催根环节,还是进入水生诱导苗床水环境下的通气组织诱导环节,都关系到不定根的继续形成与发育。但这两个不同环节其不定根形成及发育的机理与生理生化基础又有些不同。

     陆生根经去根后,因地上枝叶与根系间失去平衡关系,出现了生理上的补偿生长,从而促发根系的大量再生,这些根系可以是原来根系上继续发育形成的不定根,也可以是从根茎部位原基发端形成的新生不定根。这种类型根的形成,与侧根的形成有相同的分子机制,但环境信号与启动因子却有所不同。

     在高湿度催根苗床内形成不定根的机理与土壤中完全不同,它的生根过程因水的作用而发生了信号与机理上的变化。在常规条件下,生长激素是影响植物离体材料或者植株根系发育的关键因子,特别是离体材料的生根生长,生长激素起到了决定性的作用。而原本就具陆生根的植物经去根后,虽然大部份根系已去除,但与茎叶等离体材料的根原基发端生根或诱导生根有不同的生理机制,这种去根后的植株,只要能保持它水份的平衡,维持叶片一定的水势及细胞膨压,对光合作用的影响不会很大,植株可以像土壤中一样继续进行正常的光合作用与一切代谢,根系的再生是一种补偿生长的体现,可以不进行原初根原基的发端过程,只要在原来根原基或侧根的基础上进行继续发育就可形成大量的不定根根系。而且在高湿度且透气良好的苗床内,根系的形态有异于常规干旱土壤的分化,大多为不定根根系。这与植物强大的生态适应性有关,在影响植物形态分化的一切因子中,水是最为关键的因子,当根域环境的湿度保持较高状态时,根系会以须状且位置不确定的方式进行根系的生长与发育,而且这种根系能保持较长时间的水生性状,这主要与环境高湿度有关,犹如湿生植物一样,会以发达的不定根根系或初具通气组织的根系在催根过程中就得以形成。在形成过程中所需的全部碳源与激素都来源于地上部份枝叶中贮藏物质与光合同化供给,因能保持较强的光合作用与生理代谢,所以由侧根或根茎上原基发育形成的不定根速度较为快速,这种不定根的发育只需对原来陆生的植株经清洗后进行轻度或重度去根后就可,无需进行严格的外源激素处理。

     而对于以茎段为繁殖材料以促发不定根的植物,对切口需进行促进生根的相关激素处理,达到快速形成不定根的目的,这种材料与传统的扦插相似,但在形态发育与机理上又有所不同,传统扦插是在土壤环境中进行,所以它形成的根系量与形态却有较大差异,在高湿透气的珍岩石环境下可实现爆炸式生根,可以维持较长一段时间的水生根性状,而土壤中催生的不定根根系除了生根面积小外,根系较易老化木质化而出现陆生根性状。这主要与珍珠岩特有的环境与外界高湿的水分条件有关,在珍珠岩基质中根系穿透阻力小,自然就使机械组织程度降低而变成薄壁组织发达的柔嫩根系。

     另外,更为关键的是在高湿度的水份刺激下,还会使离体材料或去根后的植株体内产生大量的信号激素—乙烯,这种乙烯物质与植株或离体材料内的生长激素产生互作协同效应,从而使生长素反应因子敏感性提高,生长激素的有效性增强。使皮孔放大增生,根茎肿胀,在皮层内形成大量的海绵状组织甚至胀裂表皮,出现不规则的增生与裂纹,这种特征的形成,有类似于厌氧胁迫环境下的诱导效果,也是因内源乙烯刺激所至,首先内源乙烯改变了细胞间与膜的通透性,使细胞恢复分裂与化化,特别是皮孔下的由薄壁组织细胞组成的填充组织在高湿环境刺激下恢复了分裂与分化,使皮孔出现不规则的突破与胀裂,以提高周围组织的通透性,使好气的根原基大量形成与发育,这各因气孔胀裂也生发出的根叫皮孔根,也属不定根的一种,它对改善组织细胞的气体交换通透性来说起到了积极作用,也为生根离体材料或植株起到了摄氧平衡,减缓胁迫之作用。

     在高湿透气的环境下,催生的不定根根系在根构型的变异上与陆生植物存在明显的差异,从多级分生的根构型变成单轴延伸或简单的二分枝构型,这种构型更接近于水生湿生植物的根构模式,也是环境适应的一种体现,它更利于植株内氧气的扩散与传输,更利于水份及矿质营养的高效吸收,根的尖削度也大大减小,但比根重却大大提高,这对于厌氧环境下建立科学高效的摄氧机制来说具有更好的生态适应性。

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