低磷胁迫下紫花苜蓿根系解剖结构对磷吸收效率的影响

为明确紫花苜蓿(Medicago sativa)根系解剖结构对低磷胁迫的响应特征,探明根系解剖结构变化对磷吸收效率的影响,本研究以12个紫花苜蓿品种为材料,在对照(0.5 mmol·L^(−1) NH4H2PO4)和低磷胁迫(0.05 mmol·L^(−1) NH4H2PO4)下,测定苗期根系中柱面积、皮层面积、皮层细胞层数等根系解剖结构特性。低磷胁迫抑制了各紫花苜蓿品种的生长和磷吸收效率,不同品种对低磷胁迫的响应存在显著差异;基于相对生物量和相对磷吸收效率,将供试品种划分为高产耐低磷、高产磷敏感、低产耐低磷和低产磷敏感型四大类型,这4类品种在低磷胁迫下均表现出皮层面积、中柱面积和次生木质部面积下降等趋势;与其他3种类型相比,高产耐低磷型品种的皮层细胞层数下降幅度较大,而通气组织占皮层百分比增大幅度较大,这有助于提高根系横向吸收效率,同时次生木质部面积下降幅度较低,保证了较强的轴向运输能力。逐步回归分析表明,通气组织占皮层百分比和皮层细胞层数(P<0.05)、次生木质部面积(P<0.01)与磷吸收效率显著正相关。调控次生木质部面积、皮层细胞层数和通气组织占皮层百分比是紫花苜蓿根系解剖结构响应低磷胁迫的主要途径,其中次生木质部面积是影响磷吸收效率最关键的解剖结构性状。

根系通气组织研究文献计量学分析

关于植物根系通气组织研究报道逐年增多,已成为我国植物抗逆境品种筛选研究重点之一,文章采用文献计量法,对1999—2019年间,有关植物根系通气组织的研究热度呈稳定上升趋势,其生物学功能研究主要集中于水淹胁迫、低磷胁迫和抗重金属等逆境胁迫。检索获得的570篇文献资料中,涉及农业科技领域的文献数量最多,占49%;主题出现频率最多的是aerenchyma;研究资金主要来源于国家自然科学基金。不同研究机构中,南京农业大学研究人员发表文献数量最多,占5.8%。文章提出了林木根系通气组织的未来研究方向,为相关林木根系通气组织研究提供理论上的参考。