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1、根系分泌物的作用和调控功能DAYAKARV.BADRI&JORGEM.VIVANCOCentreforRhizosphereBiologyandDepartmentofHorticultureandLA,ColoradoStateUniversity,FortCollins,CO80523,USA摘要根系分泌的化学成分参与根际中的多种成分的调节。根际则是指受植物根系活动的影响的环境范围。进一步研究证明,根系分泌物参与根系和土壤微生物的调节,例如,根系分泌物作为信号分子作用于根瘤菌和菌根真菌。其次,根系分泌物促使特定植物的根际微生物多样性,对丁•冇亲缘关系的物种冇作用。在此综述中,叙述了根系分
2、泌物的调节作用和机制以及进化过程中根系分泌物与土壤微生物群落形成的关系。关键词:ABC运载体;诱导子;分泌机制;根形态建成;三营养级相互作用引言根系是植物体隐藏的部分,起到固定和吸收养分与水分的作用,植物根系分泌物的多种成分进入周围土壤屮,这个土壤范围就称为根际,可以分为三个部分;根际内部(根组织,包括根的胚层和皮层);根际表面(根的表层)和根际外部(根系周围的土壤)(Lynch1987)。首先发现,根际的微生物多于距离根系较远的土壤。首先证明根系分泌物与微生物的关系是Knudson(1920)>Lyon和Wilson(1921)。根际生物学家近几年发现,根系分泌物在相邻植物间的调控和十.壤
3、微生物调控有重要意义(Bais^//.2004,2006;Weir,Park&Vivanco2004;Broeckling刃加.2008)。根系分泌物的产生是根际的作用,是产生于植物根系有机碳的释放。分泌物的种类取决于植物的种类、植物的年龄以及外部的生物或非生物因素。分泌物代表植物重要的碳素消耗(Hutsch,Augustin和Merbach2000;Nguyen2003)。刚刚播种的种子人约分泌它们所固定碳索的30%到40%(Whipps1990)o分泌物中还包括释放的质子(HJ、无机酸、氧气和水,是碳素的组成成分。这些有机混合物可非为两类:低分子量的和高分子量的,低分子量的包描氨基酸、有
4、机酸、糖类、酚类和一些次生代谢产物;高分子量的如胶体和蛋白质。如图1所示。ClassofcompoundsSinglecomponents3CarbohydratesAminoacidsOrganicacidsArabinose,glucose,galactose,fructose,sucrose,pentose,rhamnose,raffinose,ribose,xyloseandmannitolAll20proteinogenicaminoacidsL-hydroxvproline,homoserine,mugineicacid,aminobutyricacidAceticacid,su
5、ccinicacid,-asparticacid,malicacid.L-glutamicacid,salicylicacid,shikimicacid,isocitricacid,chorismicacid,sinapicacid,caffeicacid,p-hydroxybenzoicacid,gallicacid,tartaricacid,ferulicacid,protocatacheuicacid.p-coumaricacid,mugineicacid,oxalicacid,citricacid,piscidicacidFlavonolsNaringenin.kaempferolq
6、uercitin.myricetin,naringin,rutin,genistein.strigolactoneandtheirsubstituteswithsugarsLigninsCatecholbenzoicacid,nicotinicacid,phloroglucinolcinnamicacid,gallicacid,ferulicacid,syringicacid,sinapoylaldehyde,chlorogenicacid,coumaricacid,vanillin,sinapylalcohol,quinicacid,pyroglutamicacidCoumarinsAur
7、onesGlucosinolatesAnthocyaninsIndolecompoundsFattyacidsSterolsAllomonesProteinsandcnzvmcsJUmbelliferoneBenzylauronessvnapates.sinapoylcholineCyclobrassinone.desuphoguconapin.desulphoprogoitrin.desulphonapol