环境因子对水稻根形态和生理的影响

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。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。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010203040506070800102030405060708090100光强/μmol·m-2·s-1弯曲角度/°环境因子对水稻根负向光性的影响0102030405060400450500550600650700750波长（nm)负向光性弯曲度（0）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。研究内容温度光照水分营养重力机械伤害重力氧气及二氧化碳PH氧气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培养水稻苗温度光照水分营养PH机械伤害生长量生长速率外部形态内部结构向重性负向光性环境因子对水稻根生长发育的影响设置不同处理取不同处理的水稻根通过通过根系扫描仪和WinRHizo软件对根系生长进行定量分析对根系的生长量及生长速率进行计算环境因子对水稻根生长的影响关于探讨不同环境因子对水稻根生长影响的研究方案设置不同处理取不同处理的水稻根徒手切片及冰冻切片寻找不同处理下，根的内部形态差异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不同环境因子对水稻根形态结构的影响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研究方法水稻处理后制作冰冻切片切取根段荧光观察前固定后固定脱水置换浸透包埋切片染色观察实验可行性分析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。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]SUNQ,YODAK,SUZUKIH.Internalaxiallightconductioninthestemsandrootsofherbaceousplants[J].JExpBot,2005,56:191–203[10]AAHarenTheEffectofLightIntensityandRelativeHumidityonGrowthRateandRootRespirationofPlantagolanceolataandZeamays.JournalofExperimentalBotanyVolum31number6.[11]MingshouFan,RuiqinBai,XuefengZhao,JianhuaZhangAerenchymaFormedUnderPhosphorusDeficiencyContributestotheReducedRootHydraulicConductivityinMaizeRootsJournalofIntegrativePlantBiology49(5),598–6042007[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)RegulationoftheexpressionofOsIPS1andOsIPS2inriceviasystemicandlocalPisignallingandhormones.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200143(11)1154-1160[17]JEANARMSTRONG*andWILLIAMARMSTRONGRice:Sulfide-inducedBarrierstoRootRadialOxygenLoss,Fe2+andWaterUptake,andLateralRootEmergenceAnnalsofBotany96:625–638,2005[18]ParamitaBasu,Yuan-JiZhang,JonathanP.Lynch,KathleenM.Brown.(2007)Ethylenemodulatesgenetic,positional,andnutritionalregulationofrootplagiogravitropism.FunctionalPlantBiology:1,41Genetics:7,1361[19]Ethylene:aregulatorofrootarchitecturalresponsestosoilphosphorusavailabilityPlant,Cell&Environment22(4),425–4311999[20]Ethylene:aregulatorofrootarchitecturalresponsestosoilphosphorusavailabilityPlant,Cell&Environment22(4),425–431[21]orphologicalandPhysiologicalResponsesofRice(Oryzasativa)toLimitedPhosphorusSupplyinAeratedandStagnantSolutionCultureAnnalsofBotany98:995–1004,2006