【生长素对吊兰根负向光性的影响】 生长素向光性

　　摘要：为了研究生长素对吊兰［Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｂａｋｅｒ］根系负向光性的影响，试验对处于不同浓度吲哚乙酸（Ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ， ＩＡＡ）溶液中受单侧光照射的吊兰根生长情况进行了研究。通过观察恒温条件下吊兰根的生长速率及负倾斜度，发现水培液中的ＩＡＡ对吊兰根的生长和向光性反应有显著影响。低浓度的ＩＡＡ促进根的生长，高浓度的ＩＡＡ抑制根的生长；当ＩＡＡ浓度为０．００１ ｍｇ／Ｌ时，吊兰根的生长和弯曲最显著；当ＩＡＡ的浓度达到１０．０００ ｍｇ／Ｌ时，吊兰根的生长和负向光性反应消失。由此证实根的负向光性受到内源与外源ＩＡＡ的综合影响。
　　关键词：吊兰；负向光性；吲哚乙酸；极性
　　中图分类号：Ｓ６８２．３６；Ｑ９４５．７；Ｑ９４６．８８５＋．１文献标识码：Ａ 文章编号：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
　　
　　光作为环境信号，对植物的代谢、器官发生、形态建成和向性运动等方面都有着重要的影响［１，２］。植物的向光性反应是植物受单侧光源照射时所引起的定向生长运动，通常认为它是一种蓝光诱导的反应［３］，１９９２年，Ｏｋａｄａ等［４］用单侧光照射培育在透明琼脂培养基中的拟南芥［Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ（Ｌ．） Ｈｅｙｎｈ．］时，发现野生型拟南芥的根系会向背光方向倾斜４５°生长，而失去重心的拟南芥突变体的根系则会表现出背光水平生长的现象。近年来，继水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）的根、不定根以及分枝根的负向光性被发现后，稗草（Ｅｃｈｉｎｏｃｈｌｏａ ｃｒｕｓｇａｌｌｉ Ｌ．）、千金子（Ｌｅｐｔｏｃｈｌｏａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ Ｌ．）、牛筋草（Ｅｌｅｕｓｉｎｅ ｉｎｄｉｃａ Ｌ．）、大狗尾草（Ｓｅｔａｒｉａ ｆａｂｅｒｉｉ Ｈｅｒｒｍ．）和鳢肠（Ｅｃｌｉｐｔａ ｐｒｏｓｔｒａｔａ Ｌ．）等植物的根也被发现具有负向光性的特性。并初步探明水稻根的负向光性感受光的部位是根冠，剥去根冠后，稻根就失去了负向光性；稻根的背光倾斜生长是由于根尖受光侧和背光侧的生长素含量不均匀所导致的；稻根负向光性角度随光强的提高而增大，蓝紫光和绿光能显著诱导稻根的负向光性反应，而红光则无效［５，６］。在前人研究的基础上，试验通过配制不同浓度的吲哚乙酸（Ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ， ＩＡＡ）溶液，研究了ＩＡＡ对吊兰［Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｂａｋｅｒ］负向光性的影响，现将结果报告如下。
　　１材料与方法
　　１．１吊兰根的培养
　　供试材料为实验室培养的宽叶吊兰［Ｃ． ｃｏｍｏｓｕｍ ｖａｒ． ｖａｒｉｅｇａｔｅ］。取长势良好的吊兰，去掉根系后插入用黑布遮光的玻璃缸中的水溶液下２ ｃｍ，使根系在暗中生长。待长出新根约为１～２ ｃｍ后，选１８株根系生长发育良好的植株用于试验。
　　１．２ＩＡＡ溶液的配制
　　配制浓度分别为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，将溶液置于已三面遮光的玻璃方缸中待用。
　　１．３单侧光处理
　　光源选用４０ Ｗ的日光灯，仅对玻璃方缸的一侧进行照光，移动光源与吊兰根之间的距离，并调节光照强度，使玻璃方缸中吊兰根受光均匀。在光源与吊兰根之间插入蓝色滤光片，波长范围为４００～４８０ ｎｍ。
　　１．４吊兰根生长负向光性的测量
　　将吊兰分为６组，每组３株，将６组吊兰分别置于配制好的ＩＡＡ溶液中。用黑塑料袋将玻璃方缸三面遮光后，用聚光灯单面照射，记录照射时间，置于室内恒温培养，温度控制在２０～２５℃之间。于培养后第一天、第三天、第五天、第七天分别用数码照相机拍摄吊兰根的生长发育情况，并将照片按实际尺寸打印出来后，用直尺测量各组根的生长量，用量角器测量根的弯曲度。
　　２结果与分析
　　在前述培养条件下，受单侧光照射的影响，除ＩＡＡ浓度为１０．０００ ｍｇ／Ｌ组外，吊兰根负向光倾斜度一般在３０～９０度之间，生长量在１～２ ｃｍ左右。不同ＩＡＡ浓度下吊兰根负向光性弯曲角度和生长长度的结果见图１、图２、图３。从图中可以看出，在一定浓度范围内，随着ＩＡＡ浓度的提高，根的生长加快，弯曲角度加大；当ＩＡＡ的浓度为０．００１～０．０１０ ｍｇ／Ｌ时，根的生长速度最快，对应的弯曲角度也最大；但是，随着ＩＡＡ浓度的增加，根的生长速率和弯曲角度都逐渐下降，当ＩＡＡ浓度达到１０．０００ ｍｇ／Ｌ时，吊兰根既不生长也不弯曲。
　　３讨论
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　　当ＩＡＡ的浓度大于０．０１０ ｍｇ／Ｌ时，随着浓度的增加，负向光性反应逐渐减弱直至消失。可能是因为在过高浓度的外源生长素溶液中，根吸收了过多的外源生长素，部分补充了因转移而损失的生长素。使得根受光侧和背光侧两侧生长素的浓度差减小，从而随着外源生长素浓度的升高，吊兰根弯曲角度逐渐降低。并且过高浓度的ＩＡＡ对细胞有毒害作用，导致根的生长发育受阻，所以，在１０．０００ ｍｇ／Ｌ的ＩＡＡ溶液中，吊兰根既不生长也不弯曲。
　　试验中发现，弯曲速率变化不及生长速率变化明显，主要原因可能是低浓度生长素溶液促进根的生长，而根的生长又会促使吊兰根的重力性发挥越来越显著的作用，根的负向光性弯曲角度为负向光性生长与向地性生长相互作用的矢量和，从而影响了吊兰根的弯曲程度。
　　参考文献：
　　［１］ ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｔ Ｇ， ＬＩＳＣＵＭ Ｅ． Ｐｌａｎｔ ｐｈｏｔｏｂｉｏｌｏｇｙ ２００１： Ａ ｔｈｏｕｓａｎｄｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｅｎｌｉｇｈｔｅｎｍｅｎｔ ｆｒｏｍ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｔｏ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ［Ｊ］． Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ，２００１，１３：１７０４－１７１０．
　　［２］ ＢＲＩＧＧＳ Ｗ Ｒ， ＯＬＮＥＹ Ｍ Ａ． Ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ｉｎ ｐｌａｎｔｐｈｏｔｏｍｏｒｐｈｏｇｅｎｓｉｓ ｔｏ ｄａｔｅ， ｆｉｖｅ ｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｅｓ， ｔｗｏ ｃｒｙｐｔｏｃｈｒｏｍｅｓ， ｏｎｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｎ ａｎｄ ｏｎｅ ｓｕｐｅｒｃｈｒｏｍｅ ［Ｊ］． Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌ，２００１，１２５： ８５－８８．
　　［３］ ＣＨＲＩＳＴＩＥ Ｊ Ｍ， ＳＡＬＯＭＯＮ Ｍ， ＮＯＺＵＥ Ｋ． ＬＯＶ （Ｌｉｇｈｔ， ｏｘｙｇｅｎ， ｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ） ｄｏｍａｉｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌｕｅ－ｌｉｇｈｔ ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｎ（ｎｐｈ１）： Ｂｉｎｄｉｎｇ ｓｉｔｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅ ｆｌａｖｉｎ ｍｏｎｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ［Ｊ］． Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ，１９９９，９６： ８７７９－８７８３．
　　［４］ ＯＫＡＤＡ Ｋ， ＳＨＩＭＵＲＡ Ｙ． Ｍｕｔａｔｉｏｎａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｏｏｔ ｇｒａｖｉｔｒｏｐｉｓｍ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ ｏｆ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ［Ｊ］． Ａｕｓｔ Ｊ Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｌ，１９９２，１９：４３９－４４８．
　　［５］ ＷＡＮＧ Ｚ，ＭＯ Ｙ Ｗ，ＱＩＡＮ Ｓ Ｑ，ｅｔ ａｌ． Ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ ｏｆ ｒｉｃｅ ｒｏｏｔ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ［Ｊ］． Ｓｃｉ ｉｎ Ｃｈｉｎ （Ｓｅｒ Ｃ），２００２，４５：４８５－４９６．
　　［６］ 顾蕴洁，王忠，王维学． 水稻根的负向光性［Ｊ］． 植物生理学通讯，２００１，３７（１０）：３９６－３９８．
　　［７］ 张绍铃，高付永，陈迪新，等． 植物生长调节物质对丰水梨花粉萌发和花粉管生长的影响［Ｊ］． 西北植物学报，２００３，２３（４）：５８６－５９１．
　　［８］ 李小林． 低温和植物生长调节剂对桃花粉萌发的影响［Ｊ］． 西南农业大学学报，２００５，２７（４）：５２６－５２９．
　　［９］ 李秀菊，李香，束怀瑞． 硼、尿素及植物生长调节剂对苹果花粉萌发与生长的影响［Ｊ］． 植物生理学通讯，１９９８，３４（２）：９６－１００． ［１０］ 莫亿伟，王忠，钱善勤，等． 生长素在水稻负向光性反应中的作用［Ｊ］． 中国水稻科学，２００４，１８（３）：２４５－２４８．
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