根系分泌作用及其诱导机制

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1、Vol.10No.4沈宏等:根系分泌作用及其诱导机制343文章编号：1008-181X（2001）04-0339-04根系分泌作用及其诱导机制沈宏，严小龙（华南农业大学资源环境学院，广东广州510642）摘要：根系分泌作用及其实现植物对胁迫环境的适应，是近年来根际学领域的一个研究热点。文章评述了环境胁迫对植物根分泌物组成、含量的影响以及植物根系分泌的四种诱导假设；并对环境胁迫条件下的信号传递及根系分泌作用的生理及分子生物学基础进行了讨论。在此基础上，认为特定根分泌物的分泌是植物在进化过程中适应环境胁迫的实质。关键词：根系分泌作用；诱导假说中图分类号：

2、Q948.1文献标识码：ARootexudationandtheirinducedmechanismSHENHong,YANXiao-long（CollegeofResourcesandEnvironment,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China）Abstract:Throughrootexudation,plantcommunicatesmaterial,energyandinformationwithrhizosphereenvironment,andadaptsstress

3、edenvironment.Whichisafocusinthefieldofrhizology.Thepaperreviewedrootexudatesasrelatedtoenvironmentalstress,andcommentedfourhypothesesforrootexudationmechanisms.Signaltransductionandphysiologicalandmolecularmechanismswerealsodiscussedunderenvironmentalstress.Basedonthis,itisass

4、umedthatexudationofspecificrootexudateswastheessenceofplantadaptationtoenvironmentalstressoverevolutionaryprocess.Keywords:rootexudation;inducedhypothesisVol.10No.4沈宏等:根系分泌作用及其诱导机制343植物根系的分泌作用是其适应胁迫环境的一种重要方式，通过根系分泌作用，植物与根际环境进行着物质、能量与信息的交流[1]。根分泌物的组成变化反映了植物个体新陈代谢和生长发育状况。植物个体的遗传信

5、息和环境信息共同决定了根系分泌作用机理。近年来，植物如何通过细胞信号物质感受环境胁迫，传导胁迫刺激，调控相关基因表达和生理生化反应（如根系分泌作用）已成为现代植物营养生理学的研究热点[2]。本文结合自己的研究工作，对环境胁迫条件下的根系分泌物组成、含量变化、根系分泌的四种诱导假设、环境胁迫下的信号传递以及根系分泌作用生理及分子基础等方面进行了综述。1环境胁迫与根系分泌作用植物在一生的生活过程中，从种子萌发、开花到果实、种子的收获，在与环境相互作用的生长过程中，会受到许多环境因子的胁迫，这主要包括生物胁迫和非生物胁迫两方面。其中，生物胁迫主要表现为：人

6、为活动造成的机械伤害、植食动物和昆虫对植物的取食作用、病原菌侵染以及植物之间产生化感作用等；非生物胁迫主要有旱涝、盐碱、高温冷害、通气不良、光照不足、营养缺乏或毒害等。这些环境胁迫因子在与植物细胞相互作用的过程中，由特定的信号传递分子将胁迫刺激传递到胁迫反应中心，激活相关基因，调控相关生理生化反应，从而实现对环境胁迫的响应[1]。植物的分泌作用，尤其是根系分泌作用是植物响应环境胁迫的重要生理反应，在植物抗逆反应中具有重要作用[2]。遭受生物胁迫时，一般植物根系的代谢作用加强，表现出对养分、水分吸收加快；同时根系分泌加强，根分泌物含量增加，随着胁迫时间

7、的延长，根系分泌作用迅速减弱，根分泌物含量减少[3~4]。植物凝集素是同翅目昆虫的抗营养因子，转基因大豆根系通过大量分泌凝集素，抵抗土著昆虫的取食作用，从而实现抗虫作用[5]。Creelman等研究发现，大豆遭受昆虫伤害和病原侵染时，在受伤的下胚轴部位，茉莉酸大量积累，调控受伤基因表达，增加N、P等矿质营养的吸收；与此同时，植株地上部葡萄糖等碳水化合物向根系运输速率提高，受伤部位和根系的分泌作用加强[4]Vol.10No.4沈宏等:根系分泌作用及其诱导机制343。为了争夺有限的水分、养分空间，有些植物根系会释放一些化感物质（大多为次生代谢产物），抑制

8、邻近植物的生长，以增强对环境的适应能力。如豚草通过根系分泌释放一些萜类、烯醇类和聚乙炔等化合物，对周围植物种