水稻根系通气组织的泌氧能力研究

论文摘要

水稻是一种生长在渍水条件下的禾本科植物,其重要特征之一是根系具有氧化能力,为了适应其缺氧环境,在长期的进化过程中根系形成了发达的通气组织,这些通气组织能够把大气中的氧高效率地运输到根表,从而使根际处于相对氧化状态,把Fe2+氧化成红棕色铁氧化物呈膜状包被在根系表面,成为根系铁氧化物膜（简称铁膜）。针对水稻根表能形成铁膜这一根际过程,是否水稻根系通气组织运输氧气的能力与根表铁膜之间存在关系呢。本文以两个水稻品种为供试材料,采用水培和土培的方法对水稻根系通气组织的形成和根表铁膜沉积的数量关系进行了研究。首先,采用水培方法比较研究了嘉花1号和优威77基因型水稻根系通气组织的形成情况。试验结果表明,同一基因型水稻在密闭不通气的环境条件下根系形成的通气组织显著高于通气环境条件下根系形成的通气组织,同一环境条件下嘉花1号和优威77这两种基因型水稻之间形成的通气组织没有明显差异。其次,利用水培法研究了优威77基因型水稻在加入乙烯利诱导因子刺激时通气组织的形成情况。研究结果表明,加入乙烯利后水稻根系形成的通气组织显著高于对照。随着乙烯利浓度的增加,根系形成的通气组织也呈递增趋势。试验结果再次证实,乙烯是通气组织形成过程中的信号物质,乙烯可以调控水稻根系通气组织的形成。最后,采用土培试验研究了嘉花1号这种基因型水稻根系通气组织和根表铁膜形成的关系。试验结果表明,在不同的水分条件下根系形成通气组织的大小和根表铁膜的数量均不同,淹水条件下根系形成的通气组织和根表铁膜数量均高于湿润条件。在不同的土壤条件下根系形成的通气组织和根表铁膜数量也不同,外源添加有机质的土壤中水稻根系形成的通气组织多,铁膜数也多,外源添加硫的土壤也呈此趋势,都高于对照。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 2 文献综述
• 2.1 水稻根系的研究
• 2.1.1 水稻根系的形态
• 2.1.2 水稻根系的活力
• 2.1.3 水稻根系的功能
• 2.2 水稻根系通气组织的研究
• 2.2.1 水稻根系通气组织的形成
• 2.2.2 水稻根系通气组织的生理生态学意义
• 2.2.2.1 提供根系呼吸代谢所需的氧气
• 2.2.2.2 调节根际氧化势
• 2.2.2.3 排泄废气
• 2.3 水稻根表铁膜的形成及其营养与生态环境效应研究
• 2.3.1 水稻根表铁膜的形成
• 2.3.2 水稻根表铁膜的植物营养效应
• 2.3.2.1 铁库
• 2.3.2.2 水稻根表铁膜对磷的富集作用
• 2.3.2.3 水稻根表铁膜对锌的富集作用
• 2.3.3 水稻根表铁膜的生态环境效应
• 2.3.3.1 镉
• 2.3.3.2 砷
• 2.4 土壤有机质的研究概况
• 2.4.1 有机质可提供作物需要的养分
• 2.4.2 有机质可以增强土壤的保肥性能
• 2.4.3 有机质可以改善土壤的物理性状
• 2.5 硫的概述
• 2.5.1 土壤和植物体内硫的存在形式及含量
• 2.5.2 硫的生理生化作用
• 2.5.3 硫在自然中的氧化和植物对硫的吸收与同化
• 2.5.4 硫对重金属吸收和根表铁膜的影响
• 2.6 水淹对植物的影响
• 3 水稻根系通气组织形成的初步研究
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.3 取样
• 3.1.4 通气组织的切片观察
• 3.1.5 通气组织的面积比例计算
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 环境因子对水稻根系通气组织的影响
• 3.2.2 通气组织形成的基因型差异
• 3.3 讨论
• 4 乙烯利诱导水稻根系通气组织的形成
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验方案
• 4.1.3 取样
• 4.1.4 通气组织的切片观察和计算
• 4.2 结果与分析
• 4.3 存在问题及展望
• 4.3.1 不定根产生机制
• 4.3.2 通气组织的形成
• 4.3.3 根系径向放氧量
• 5 水稻根系通气组织的形成与根表铁氧化膜关系的研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 供试土壤
• 5.1.2 实验设计
• 5.1.2.1 水稻苗的培养
• 5.1.2.2 土壤及试验处理
• 5.1.2.3 水分管理
• 5.1.3 水稻根系通气组织的观察
• 5.1.3.1 制备样品
• 5.1.3.2 通气组织面积比例的测定方法
• 5.1.4 根表铁膜厚度测定与土壤的常规分析
• 5.1.4.1 铁膜厚度测定
• 5.1.4.2 土壤分析
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 不同处理下水稻根系通气组织部分占整个横切面的比例不同
• 5.2.2 不同处理下水稻根表铁膜的形成情况
• 5.3 存在问题与展望
• 6 结论与展望
• 6.1 研究特色与创新之处
• 6.2 主要研究结论
• 6.3 研究展望
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介
• 在校期间发表论文
• 致谢