不同氧气浓度在水培条件下对胡萝卜根发育的影响
氧气是植物生长所必需的，低氧胁迫被认为是抑制植物生长和产量的主要非生物胁迫之一。然而，目前缺氧对胡萝卜生长发育的影响尚不清楚。本实验在水培件下，以胡萝卜‘黑田五寸’为实验材料，研究不同氧气浓度[3mg/L（NAE，不通氧气）、8mg/L（WAE，通氧气）]下对胡萝卜根发育的影响。结果表明，通氧条件下，胡萝卜根的生长状态相较于不通氧气条件下的胡萝卜更好。通过显微观察可以发现，通氧条件下生长的胡萝卜的根中组织结构更加完好；而不通氧气时，胡萝卜根为了更好的传输氧气产生了很多溶解组织（即切片中的空腔），使根的组织结构受到破坏。在木质素含量方面，通氧条件下生长的胡萝卜根的木质素含量是低于不通氧条件下生长的胡萝卜根的。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 实验设计 3
1.2 测定项目 3
1.2.1生理指标的测定3
1.2.2木质素含量3
1.2.3组织化学染色3
1.3 数据分析4
2 结果与分析4
2.1 根系形态结构4
2.2 木质素含量5
2.3 显微结构观察5
3 讨论 6
3.1 不同氧气浓度对根形态的影响6
3.2 不同氧气浓度对木质素含量的影响6
3.3 不同氧气浓度对通气组织的影响7
致谢7
参考文献7
不同氧气浓度在水培条件下对胡萝卜根发育的影响
引言
引言
胡萝卜，伞形科，一年或二年生草本植物，又有药性萝卜，丁香萝卜，红根，金笋之称[1]。在2000多年之前，人们已经开始对其进行种植，原产自中亚、西亚以及欧洲和非洲的北部。自13世纪末由伊朗传入，在国内已有600多年的栽培历史[24]。其栽培地分布十分广泛，南北均有。β胡萝卜素是胡萝卜素的一种，并且胡萝卜中β胡萝卜素的含量在所有蔬菜中首屈一指。β胡萝卜素具有优良的抗氧化作用和营养强化作用，而且它还是维生素的A的前体，多吃胡萝卜，通过人体内酶的自动调控，能够安全地补充 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
维生素A，避免了维A过量引起的中毒现象 [5]。并且胡萝卜还含有丰富的维生素C以及人体所必需的酶、氨基酸和矿质元素，能够预防白内障，降低心血管系列疾病的发病率。
胡萝卜自人工栽培以来，其生产面积逐年增长，产量和品质也在不断提高，在根菜类中，胡萝卜的产量和种植面积位居第2，仅次于萝卜[6]。因其特有的营养价值和优良的口感，在国内的市场需求量十分巨大，在蔬菜消费中占据着重要的地位。不仅如此，日本将胡萝卜称为五寸人参，韩国人也喜食胡萝卜，每年从夏季到初冬，我国都要出口大量的胡萝卜到以上两国，带来了巨大的经济效益。
胡萝卜的食用部位是其膨大的肉质根，肉质根发育的好坏将直接影响胡萝卜的产量和品质。胡志华等研究指出，无氧或缺氧的环境会明显地影响水稻根系的生长发育，根际氧浓度增加能有效地增加水稻的根系长度、根系体积以及干物质积累量，还能提高水稻根系的活力和吸收面积。与此同时，根际氧浓度的大小对植物根系的呼吸途径有决定性的影响。在无氧或缺氧的条件下，植物根系细胞迅速从有氧呼吸转化为以乙醇发酵为主的无氧呼吸途径，ATP合成量相比于正常时下降了95%97%[7]，能量严重缺失不利于植物对特别是氮素的吸收、同化和利用。氮素在植物所需的所有营养元素中，是首要限制作物正常的生长发育以及产量形成的因素。氮是蛋白质和叶绿素的主要组成成分，有促进植物生长，延长叶片功能时间的功能，对干物质和养分的积累转运也有极为重要的调节作用。尤其对于根菜类蔬菜，氮的需求量较高，每生产1000kg胡萝卜需要吸收N 2.4~4.5kg[8]。
根菜类蔬菜的最终产量和品质决定于地上部分的光合作用和地下部分根系对水分、养分的吸收相互协调统一的过程。胡萝卜的生长过程分为两个基本阶段：第一阶段，头年的营养生长；第二阶段，次年的生殖生长。从播种到肉质根的膨大组成了营养生长阶段，而抽薹、开花、结果到种子收获为生殖生长阶段。胡萝卜肉质根越大，表明其内贮存的营养成分越多，根的吸收能力越强，定植后更加有利于植株的生长和光合作用，抗逆性强。郭爱珍等研究表明，胡萝卜肉质根大，有效地保证了其生殖生长所需求的养分，能促使其提前抽薹、开花，加速种子的形成和成熟，缩短了采种时间。并且，胡萝卜种株的肉质根越大，其花盘直径越大，使得种子更加饱满，是高产优质种子的基础。胡萝卜根肉质根的生长状况对整个生长进程都有着至关重要的影响，因此胡萝卜肉质根的发育是胡萝卜高产、优产的重要基础[9]。
木质素是植物根系木质部产生的一种纤维，在胡萝卜所有的纤维中，木质素含量最多[10]。木质素是一种重要的膳食纤维，能增强肠道系统中微生物的活性，促进肠蠕动，降低血液中胆固醇和血糖的含量[11.12]，并且，Kano等研究（1992）指出，萝卜肉质根中，木质素积累会阻止细胞分裂和薄壁细胞进入细胞间隙，从而导致细胞间隙变大、融合并形成更大的空腔（通气组织）[13]。大量研究表明，木质素能增加植物的抗病性。木质素积累可以增加植物细胞壁的厚度和韧度，从而增强对于机械侵入的抗性。细胞木质化能够抵御真菌、病毒的入侵，阻止其分泌的毒素扩散，如此同时，还限制病菌从宿主出获得水分和营养，从而杀死病菌。因此木质素含量也是胡萝卜品质的重要指标，测量木质素含量可以直接反映胡萝卜肉质根的生长情况。
通气组织（aerenchyma）是植物组织内形成的一种由气室或空腔集合而成的空间[14]。水生植物和湿生植物为了将氧气传递到根尖以及在组织内部进行气体交换，都会形成通气组织。另外一些植物（如陆生植物）在低氧环境下也会分化生成或者促进通气组织的发育。通气组织一般分为两种，裂生性(schizogenous)和溶生性(lysigenous)。前一种由植物种属决定，通过基因表达细胞有规律地分离和分化形成通气组织，一般出现在水生植物内。后一种则是由于土壤淹水或者低氧胁迫而导致的一系列活细胞编程性死亡和溶解，溶生性通气组织一般出现在植物根内[15]。
湿害是一种植物常见的自然灾害，土壤淹水，挤出了原本在土壤间隙中的氧气，并且阻碍了土壤与大气的气体交换。研究表明，低氧胁迫会促使植物生成乙烯，土壤间隙种的水又堵住了乙烯向外释放的通道，加剧了乙烯在植物内部乙烯的积累[16]。大量实验证明，乙烯是通气组织形成过程中信号物质，并且其形成受到乙烯的调节(Schwartz et al., 1994)。乙烯浓度变化会引起级联反应，诱导细胞编程性死亡和溶解。在植物植物受到低氧胁迫后1~2小时，就会产生植物合成乙烯增加的现象。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 实验设计 3
1.2 测定项目 3
1.2.1生理指标的测定3
1.2.2木质素含量3
1.2.3组织化学染色3
1.3 数据分析4
2 结果与分析4
2.1 根系形态结构4
2.2 木质素含量5
2.3 显微结构观察5
3 讨论 6
3.1 不同氧气浓度对根形态的影响6
3.2 不同氧气浓度对木质素含量的影响6
3.3 不同氧气浓度对通气组织的影响7
致谢7
参考文献7
不同氧气浓度在水培条件下对胡萝卜根发育的影响
引言
引言
胡萝卜，伞形科，一年或二年生草本植物，又有药性萝卜，丁香萝卜，红根，金笋之称[1]。在2000多年之前，人们已经开始对其进行种植，原产自中亚、西亚以及欧洲和非洲的北部。自13世纪末由伊朗传入，在国内已有600多年的栽培历史[24]。其栽培地分布十分广泛，南北均有。β胡萝卜素是胡萝卜素的一种，并且胡萝卜中β胡萝卜素的含量在所有蔬菜中首屈一指。β胡萝卜素具有优良的抗氧化作用和营养强化作用，而且它还是维生素的A的前体，多吃胡萝卜，通过人体内酶的自动调控，能够安全地补充 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
维生素A，避免了维A过量引起的中毒现象 [5]。并且胡萝卜还含有丰富的维生素C以及人体所必需的酶、氨基酸和矿质元素，能够预防白内障，降低心血管系列疾病的发病率。
胡萝卜自人工栽培以来，其生产面积逐年增长，产量和品质也在不断提高，在根菜类中，胡萝卜的产量和种植面积位居第2，仅次于萝卜[6]。因其特有的营养价值和优良的口感，在国内的市场需求量十分巨大，在蔬菜消费中占据着重要的地位。不仅如此，日本将胡萝卜称为五寸人参，韩国人也喜食胡萝卜，每年从夏季到初冬，我国都要出口大量的胡萝卜到以上两国，带来了巨大的经济效益。
胡萝卜的食用部位是其膨大的肉质根，肉质根发育的好坏将直接影响胡萝卜的产量和品质。胡志华等研究指出，无氧或缺氧的环境会明显地影响水稻根系的生长发育，根际氧浓度增加能有效地增加水稻的根系长度、根系体积以及干物质积累量，还能提高水稻根系的活力和吸收面积。与此同时，根际氧浓度的大小对植物根系的呼吸途径有决定性的影响。在无氧或缺氧的条件下，植物根系细胞迅速从有氧呼吸转化为以乙醇发酵为主的无氧呼吸途径，ATP合成量相比于正常时下降了95%97%[7]，能量严重缺失不利于植物对特别是氮素的吸收、同化和利用。氮素在植物所需的所有营养元素中，是首要限制作物正常的生长发育以及产量形成的因素。氮是蛋白质和叶绿素的主要组成成分，有促进植物生长，延长叶片功能时间的功能，对干物质和养分的积累转运也有极为重要的调节作用。尤其对于根菜类蔬菜，氮的需求量较高，每生产1000kg胡萝卜需要吸收N 2.4~4.5kg[8]。
根菜类蔬菜的最终产量和品质决定于地上部分的光合作用和地下部分根系对水分、养分的吸收相互协调统一的过程。胡萝卜的生长过程分为两个基本阶段：第一阶段，头年的营养生长；第二阶段，次年的生殖生长。从播种到肉质根的膨大组成了营养生长阶段，而抽薹、开花、结果到种子收获为生殖生长阶段。胡萝卜肉质根越大，表明其内贮存的营养成分越多，根的吸收能力越强，定植后更加有利于植株的生长和光合作用，抗逆性强。郭爱珍等研究表明，胡萝卜肉质根大，有效地保证了其生殖生长所需求的养分，能促使其提前抽薹、开花，加速种子的形成和成熟，缩短了采种时间。并且，胡萝卜种株的肉质根越大，其花盘直径越大，使得种子更加饱满，是高产优质种子的基础。胡萝卜根肉质根的生长状况对整个生长进程都有着至关重要的影响，因此胡萝卜肉质根的发育是胡萝卜高产、优产的重要基础[9]。
木质素是植物根系木质部产生的一种纤维，在胡萝卜所有的纤维中，木质素含量最多[10]。木质素是一种重要的膳食纤维，能增强肠道系统中微生物的活性，促进肠蠕动，降低血液中胆固醇和血糖的含量[11.12]，并且，Kano等研究（1992）指出，萝卜肉质根中，木质素积累会阻止细胞分裂和薄壁细胞进入细胞间隙，从而导致细胞间隙变大、融合并形成更大的空腔（通气组织）[13]。大量研究表明，木质素能增加植物的抗病性。木质素积累可以增加植物细胞壁的厚度和韧度，从而增强对于机械侵入的抗性。细胞木质化能够抵御真菌、病毒的入侵，阻止其分泌的毒素扩散，如此同时，还限制病菌从宿主出获得水分和营养，从而杀死病菌。因此木质素含量也是胡萝卜品质的重要指标，测量木质素含量可以直接反映胡萝卜肉质根的生长情况。
通气组织（aerenchyma）是植物组织内形成的一种由气室或空腔集合而成的空间[14]。水生植物和湿生植物为了将氧气传递到根尖以及在组织内部进行气体交换，都会形成通气组织。另外一些植物（如陆生植物）在低氧环境下也会分化生成或者促进通气组织的发育。通气组织一般分为两种，裂生性(schizogenous)和溶生性(lysigenous)。前一种由植物种属决定，通过基因表达细胞有规律地分离和分化形成通气组织，一般出现在水生植物内。后一种则是由于土壤淹水或者低氧胁迫而导致的一系列活细胞编程性死亡和溶解，溶生性通气组织一般出现在植物根内[15]。
湿害是一种植物常见的自然灾害，土壤淹水，挤出了原本在土壤间隙中的氧气，并且阻碍了土壤与大气的气体交换。研究表明，低氧胁迫会促使植物生成乙烯，土壤间隙种的水又堵住了乙烯向外释放的通道，加剧了乙烯在植物内部乙烯的积累[16]。大量实验证明，乙烯是通气组织形成过程中信号物质，并且其形成受到乙烯的调节(Schwartz et al., 1994)。乙烯浓度变化会引起级联反应，诱导细胞编程性死亡和溶解。在植物植物受到低氧胁迫后1~2小时，就会产生植物合成乙烯增加的现象。
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