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适度干湿交替促进水稻根表红棕色铁膜形成的根层诱导机制

文献类型： 中文期刊

作者： 傅友强 1 ; 沈宏 2 ; 杨旭健 3 ;

作者机构： 1.广东省农业科学院水稻研究所;华南农业大学资源环境学院

2.;广东省农业科学院水稻研究所;华南农业大学资源环境学院

3.;广东省农业科学院水稻研究所;华南农业大学资源环境学院;

关键词： 干湿交替;根层;过氧化氢;红棕色铁膜;水稻

期刊名称： 植物生理学报

ISSN： 2095-1108

年卷期： 2017 年 12 期

页码： 2167-2180

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 干湿交替(AWD)是水稻(Oryza sativa)种植过程中常用的水分管理措施,该措施有利于提高根系氧化力,并促进大量根表红棕色铁膜的形成。然而,AWD诱导根表红棕色铁膜形成的根层机制并不清楚。本文利用简易AWD装置,采用砂-液联合培养,研究了AWD诱导水稻根表红棕色铁膜形成的机制。AWD强度试验表明,落干和淹水均为12 h时,水稻根系活力和根表铁膜形成量最高。在此基础上,随着AWD次数的增加,根表铁膜含量逐渐增加。根系灭活试验表明,水稻活根的根系活力为805.0~958.5μg·g~(-1)(DW)·h~(-1),根表铁膜含量为15.1~18.0 g·kg~(-1)(DW),而灭活根系没有根系活力,也无根表红棕色铁膜形成。H_2O_2促进剂氨基三唑(AT)和清除剂二甲基硫脲(DMTU)试验表明,与对照相比,AT处理的水稻根系H2O2含量、根系活力和根表铁膜含量分别增加了31.8%、20.1%和26.7%,而DMTU处理的水稻根系H2O2含量、根系活力和根表铁膜含量分别降低了27.2%、19.8%和18.4%。AWD 3次和5次处理与AWD 0次相比,水稻根系H2O2含量分别增加了29.1%和35.6%,根系活力分别增加了11.8%和16.8%。根层试验表明,在0~48 h的根表铁膜诱导过程中,AWD 5次处理与AWD 0次相比,水稻根际氧化还原电位(Eh)最大增加了9.3%,根际溶液中Fe~(2+)浓度最大降低了49.6%;相应地,以Fe~(3+)形态在根表沉积的铁膜最大增加了110.1%。上述结果表明,AWD通过诱导根系H_2O_2的累积,提高根系活力和根际Eh,促进根际Fe~(2+)氧化成Fe~(3+),从而在水稻根表形成红棕色铁膜。

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