不同土壤含水量对根皮层通气组织发生的影响
湿地植物或生长在水涝条件下的植物根具有明显的适应性特征,极端条件诱发的不定根中通气组织有助于植物在缺氧环境中把氧气储存和运输到其它器官[18-20]。葡萄盆栽根皮层中存在大量通气组织,即使干旱条件下仍有大量通气组织发生,这与一些湿生植物或蔬菜、禾本科作物通气组织的发生有较大差异[21-23]。
王晓娥等[21]的研究表明,湿地环境中生长的虉草不定根中存在大量裂溶生型通气组织,大体呈长多边形,环绕靠近内皮层的2~3层皮层细胞外侧整齐排列,形成含有30~40个通气组织的结构层。
陈钰佩等[22]在水稻的研究中发现,随距离根尖长度的增加,通气组织的数量及面积都有所增加,且水分胁迫促进了通气组织的形成。靠近根尖的通气组织发生时通常靠近外皮层侧,随根龄的增加逐渐向内皮层侧扩大,形成大小不一的长多边形通气组织,根皮层结构形似自行车轮。于斌等[23]对黄瓜幼苗不定根的研究表明,淹水12d后不定根中有溶生型通气组织发生,其发达程度较低,切片染色未观察到通气组织有木栓化现象。
上述3种植物通气组织结构差异较大,葡萄新根幼嫩部分通气组织结构与黄瓜通气组织结构相近,不像水稻通气组织几乎覆盖整个根皮层,虽靠近内皮层侧也有发生,但主要分布于靠近外皮层侧。随根龄的增加,葡萄栓质化通气组织数量也随之上升,不同处理间,葡萄根皮层通气组织的发生未表现出显著差异,符合其对土壤水分适应性强的特点。
水涝条件显著促进了葡萄盆栽根的伸长生长,而干旱条件则促进了侧根的发生。植株或幼苗移栽后适度的干旱利于侧根的发生,后期配合适宜水量可促进根的伸长,利于庞大根系的形成。
与对照相比,水涝条件促进了内皮层的栓质化,而干旱条件则起到抑制效果;外皮层细胞栓质化要早于内皮层,但对不同土壤含水量的反应无显著差异。各处理区根皮层中有大量通气组织发生且伴随栓质化,但各处理对土壤含水量的反应无显著差异。以上述理论为基础,探究根皮层细胞中栓质所处的生物合成途径及其关键调控基因,将对新品种培育提供新思路。