生長素對吊蘭根負(fù)向光性的影響

摘要：為了研究生長素對吊蘭［Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｂａｋｅｒ］根系負(fù)向光性的影響，試驗對處于不同濃度吲哚乙酸（Ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ， ＩＡＡ）溶液中受單側(cè)光照射的吊蘭根生長情況進(jìn)行了研究。通過觀察恒溫條件下吊蘭根的生長速率及負(fù)傾斜度，發(fā)現(xiàn)水培液中的ＩＡＡ對吊蘭根的生長和向光性反應(yīng)有顯著影響。低濃度的ＩＡＡ促進(jìn)根的生長，高濃度的ＩＡＡ抑制根的生長；當(dāng)ＩＡＡ濃度為０．００１ ｍｇ／Ｌ時，吊蘭根的生長和彎曲最顯著；當(dāng)ＩＡＡ的濃度達(dá)到１０．０００ ｍｇ／Ｌ時，吊蘭根的生長和負(fù)向光性反應(yīng)消失。由此證實(shí)根的負(fù)向光性受到內(nèi)源與外源ＩＡＡ的綜合影響。

關(guān)鍵詞：吊蘭；負(fù)向光性；吲哚乙酸；極性

中圖分類號：Ｓ６８２．３６；Ｑ９４５．７；Ｑ９４６．８８５＋．１文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）08－1619-02

Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＩＡＡ ｏｎ ｔｈｅ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ Ｒｏｏｔ

ＣＨＥＮ Ｙａｎ，ＨＵＡＮＧ Ｃｈａｏ－ｃｈａｏ，ＣＨＥＮ Ｊｕａｎ，ＹＡＮＧ Ｇｕ－ｌｉａｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｕａｎｇｇａｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈｕａｎｇｇａｎｇ ４３８０００， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＩＡＡ （Ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ） ｏｎ ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ （Ｔｈｕｎｂ．） Ｂａｋｅｒ ｒｏｏｔ， Ｃ． ｃｏｍｏｓｕｍ was ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＡＡ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ ｌｉｇｈｔ illumination． Ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ． ｃｏｍｏｓｕｍ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｌｏｗ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＡＡ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｒｏｏｔ ｇｒｏｗｔｈ， ｂｕｔ ｈｉｇｈ IAA ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｒｏｏｔ ｇｒｏｗｔｈ． When IAA concentration was 0.001 mg/L， the C. comosum showed the most obviously growth and bend. Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＡＡ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ １０．０００ ｍｇ／Ｌ， ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ ｄｉｓａｐｐｅａｒｅｄ． Ｉｔ ｗａｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ ｗａｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓ ａｎｄ ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ ＩＡＡ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ （Ｔｈｕｎｂ．） Ｂａｋｅｒ； ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ； ＩＡＡ； polarity

光作為環(huán)境信號，對植物的代謝、器官發(fā)生、形態(tài)建成和向性運(yùn)動等方面都有著重要的影響［１，２］。植物的向光性反應(yīng)是植物受單側(cè)光源照射時所引起的定向生長運(yùn)動，通常認(rèn)為它是一種藍(lán)光誘導(dǎo)的反應(yīng)［３］，１９９２年，Ｏｋａｄａ等［４］用單側(cè)光照射培育在透明瓊脂培養(yǎng)基中的擬南芥［Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ（Ｌ．） Ｈｅｙｎｈ．］時，發(fā)現(xiàn)野生型擬南芥的根系會向背光方向傾斜４５°生長，而失去重心的擬南芥突變體的根系則會表現(xiàn)出背光水平生長的現(xiàn)象。近年來，繼水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）的根、不定根以及分枝根的負(fù)向光性被發(fā)現(xiàn)后，稗草（Ｅｃｈｉｎｏｃｈｌｏａ ｃｒｕｓｇａｌｌｉ Ｌ．）、千金子（Ｌｅｐｔｏｃｈｌｏａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ Ｌ．）、牛筋草（Ｅｌｅｕｓｉｎｅ ｉｎｄｉｃａ Ｌ．）、大狗尾草（Ｓｅｔａｒｉａ ｆａｂｅｒｉｉ Ｈｅｒｒｍ．）和鱧腸（Ｅｃｌｉｐｔａ ｐｒｏｓｔｒａｔａ Ｌ．）等植物的根也被發(fā)現(xiàn)具有負(fù)向光性的特性。并初步探明水稻根的負(fù)向光性感受光的部位是根冠，剝?nèi)ジ诤?，稻根就失去了?fù)向光性；稻根的背光傾斜生長是由于根尖受光側(cè)和背光側(cè)的生長素含量不均勻所導(dǎo)致的；稻根負(fù)向光性角度隨光強(qiáng)的提高而增大，藍(lán)紫光和綠光能顯著誘導(dǎo)稻根的負(fù)向光性反應(yīng)，而紅光則無效［５，６］。在前人研究的基礎(chǔ)上，試驗通過配制不同濃度的吲哚乙酸（Ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ， ＩＡＡ）溶液，研究了ＩＡＡ對吊蘭［Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｂａｋｅｒ］負(fù)向光性的影響，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

１材料與方法

１．１吊蘭根的培養(yǎng)

供試材料為實(shí)驗室培養(yǎng)的寬葉吊蘭［Ｃ． ｃｏｍｏｓｕｍ ｖａｒ． ｖａｒｉｅｇａｔｅ］。取長勢良好的吊蘭，去掉根系后插入用黑布遮光的玻璃缸中的水溶液下２ ｃｍ，使根系在暗中生長。待長出新根約為１～２ ｃｍ后，選１８株根系生長發(fā)育良好的植株用于試驗。

１．２ＩＡＡ溶液的配制

配制濃度分別為０.000 ｍｇ／Ｌ、０．００１ ｍｇ／Ｌ、０．０１０ ｍｇ／Ｌ、０．１００ ｍｇ／Ｌ、１．０００ ｍｇ／Ｌ、１０．０００ ｍｇ／Ｌ的ＩＡＡ溶液，將溶液置于已三面遮光的玻璃方缸中待用。

１．３單側(cè)光處理

光源選用４０ Ｗ的日光燈，僅對玻璃方缸的一側(cè)進(jìn)行照光，移動光源與吊蘭根之間的距離，并調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，使玻璃方缸中吊蘭根受光均勻。在光源與吊蘭根之間插入藍(lán)色濾光片，波長范圍為４００～４８０ ｎｍ。

１．４吊蘭根生長負(fù)向光性的測量

將吊蘭分為６組，每組３株，將６組吊蘭分別置于配制好的ＩＡＡ溶液中。用黑塑料袋將玻璃方缸三面遮光后，用聚光燈單面照射，記錄照射時間，置于室內(nèi)恒溫培養(yǎng)，溫度控制在２０～２５℃之間。于培養(yǎng)后第一天、第三天、第五天、第七天分別用數(shù)碼照相機(jī)拍攝吊蘭根的生長發(fā)育情況，并將照片按實(shí)際尺寸打印出來后，用直尺測量各組根的生長量，用量角器測量根的彎曲度。

２結(jié)果與分析

在前述培養(yǎng)條件下，受單側(cè)光照射的影響，除ＩＡＡ濃度為１０．０００ ｍｇ／Ｌ組外，吊蘭根負(fù)向光傾斜度一般在３０～９０度之間，生長量在１～２ ｃｍ左右。不同ＩＡＡ濃度下吊蘭根負(fù)向光性彎曲角度和生長長度的結(jié)果見圖１、圖２、圖３。從圖中可以看出，在一定濃度范圍內(nèi)，隨著ＩＡＡ濃度的提高，根的生長加快，彎曲角度加大；當(dāng)ＩＡＡ的濃度為０．００１～０．０１０ ｍｇ／Ｌ時，根的生長速度最快，對應(yīng)的彎曲角度也最大；但是，隨著ＩＡＡ濃度的增加，根的生長速率和彎曲角度都逐漸下降，當(dāng)ＩＡＡ濃度達(dá)到１０．０００ ｍｇ／Ｌ時，吊蘭根既不生長也不彎曲。

３討論

植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)通過影響植物體內(nèi)內(nèi)源激素的平衡，從而實(shí)現(xiàn)對植物生長發(fā)育的調(diào)控。如低濃度的ＮＡＡ、ＩＡＡ、６－ＢＡ和２，４－Ｄ對荔枝、桃、蘋果、梨等的花粉萌發(fā)和花粉管生長有促進(jìn)作用，當(dāng)使用濃度過高時卻表現(xiàn)出抑制效應(yīng)［７－９］。本試驗結(jié)果表明，適宜濃度的ＩＡＡ可增強(qiáng)植物根的負(fù)向光性反應(yīng)。此結(jié)果與莫億偉等［１０］以水稻根為材料的試驗結(jié)果相符?？赡苁且驗榈跆m根的負(fù)向光性彎曲反應(yīng)是由于其根在單側(cè)光刺激下，內(nèi)源ＩＡＡ從受光側(cè)向背光側(cè)運(yùn)輸，造成兩側(cè)生長素濃度差，從而使得兩側(cè)細(xì)胞不均勻生長而形成負(fù)向光性彎曲。低濃度的ＩＡＡ?xí)哟鬂舛炔?，使得?fù)向光性反應(yīng)更加明顯。

當(dāng)ＩＡＡ的濃度大于０．０１０ ｍｇ／Ｌ時，隨著濃度的增加，負(fù)向光性反應(yīng)逐漸減弱直至消失?？赡苁且驗樵谶^高濃度的外源生長素溶液中，根吸收了過多的外源生長素，部分補(bǔ)充了因轉(zhuǎn)移而損失的生長素。使得根受光側(cè)和背光側(cè)兩側(cè)生長素的濃度差減小，從而隨著外源生長素濃度的升高，吊蘭根彎曲角度逐漸降低。并且過高濃度的ＩＡＡ對細(xì)胞有毒害作用，導(dǎo)致根的生長發(fā)育受阻，所以，在１０．０００ ｍｇ／Ｌ的ＩＡＡ溶液中，吊蘭根既不生長也不彎曲。

試驗中發(fā)現(xiàn)，彎曲速率變化不及生長速率變化明顯，主要原因可能是低濃度生長素溶液促進(jìn)根的生長，而根的生長又會促使吊蘭根的重力性發(fā)揮越來越顯著的作用，根的負(fù)向光性彎曲角度為負(fù)向光性生長與向地性生長相互作用的矢量和，從而影響了吊蘭根的彎曲程度。

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