荞麦、高粱根系分泌物对玉米根边缘细胞和根生长的影响

作者：杨小环^*; 王立印; 李宏鑫; 王广旭; 王子然; 马金虎

来源：生态学报, 2023, 43(09): 3778-3788.

• 玉米
• 高粱
• 荞麦
• 根系分泌物
• 根边缘细胞

植物的根系分泌物是植物根系与周围环境之间的化学媒介，通过传递特定的信息，调节根际微环境，影响周围植物的生长。玉米(Zea mays L.)和荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)是农作物间套作体系中典型的不能搭配的组合，其障碍因素尚不清楚。以玉米为受体植物，采用根悬空培养的方法，研究了荞麦、高粱(Sorghum bicolor(L.) Moench)根系分泌物对玉米根边缘细胞和根生长的影响。结果发现，玉米根边缘细胞离体培养条件下，用荞麦根系分泌物中的小分子物质处理4、8 h显著诱导边缘细胞凋亡、死亡，细胞活率分别比对照降低了71.6%和72.3%;荞麦根系分泌物中的小分子物质对玉米根产生氧化胁迫，诱导根SOD、POD和CAT活性分别比对照高22.6%、33.9%和107.2%,根中超氧阴离子(O2-·)和脯氨酸含量分别比对照高33.9%和49.8%;荞麦根系分泌物中小分子物质的胁迫使根细胞膜透性增大，与对照相比升高80.0%,丙二醛(MDA)含量比对照升高31.5%;荞麦根系分泌物中小分子物质诱导根内源激素(IAA)含量降低，根系活力下降，根生长受到抑制，与对照比IAA含量降低44.2%,根系活力降低14.4%,根长减少36.9%;高粱根系分泌物对玉米根边缘细胞和根生长无显著的化感胁迫影响。由此可得，荞麦根系分泌物中的小分子物质诱导玉米根边缘细胞凋亡死亡，使其失去边缘细胞的保护作用，进一步诱导根产生氧化胁迫，诱导根内吲哚乙酸(IAA)含量降低，根的生长和发育受到抑制，这可能是玉米荞麦不能间套作的原因所在。

• 出版日期2023
• 单位山西农业大学