摘要
当土壤受淹或受涝时植物根系通常要经历一段缺氧时期,而温暖气候则加速土壤微生物和根系对O_2的消耗。本文描述土壤水分过量,尤其是因灌溉而引起的土壤氧气耗竭的几种田间实际情形,并简述根系在这些状况下的某些初始生理响应。在氧压临界值以下,越来越多的根系处于厌氧状态。这种缺氧细胞通过糖酵解和厌氧呼吸产生的ATP至少能存活数小时。尽管如此,由于乳酸的积累以及液泡向细胞质泌H^+,细胞质酸中毒加速细胞死亡。此外,再暴露于O_2之下除了损伤细胞膜以外会产生活性O_2核素(超氧化物基)。使根系先适应部分缺氧(引起组织缺氧)可使之在后来更为极端的条件下(组织缺氧症)保持活力,否则将是致命的。玉米根尖试验表明,缺氧可诱导发酵过程中酶的基因表达发生变化,而这些酶与在缺氧期间进行更快速的发酵,获得更多的能量以及连续合成蛋白质的能力有关。对极端缺氧的迥避是抵抗机制之一。玉米缺氧改变了新生根的结构,系由皮层细胞依赖于乙烯的细胞自溶形成通气组织所致。通气组织有助于O_2经扩散从叶片中输送到根系中。本文简述了由缺氧诱导的各种重要酶活性的变化,在通气组织形成中必须有这些酶参与。
