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作物杂志,2017, 第1期: 83–87 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.01.016

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

水培对金荞麦生理生化特性及根系形态指标的影响

王宏信1,袁祎2,杨素丹3,刘红梅3   

  1. 1三亚学院,572000,海南三亚
    2江西服装学院,330201,江西南昌
    3重庆旅游职业学院,409000,重庆
  • 收稿日期:2016-11-18 修回日期:2016-12-10 出版日期:2017-02-15 发布日期:2018-08-26
  • 作者简介:王宏信,讲师,主要从事园林植物研究
  • 基金资助:
    重庆市教委科学技术研究项目(KJ1504502)

Physiological and Biochemical Characteristics and Root Morphology of Fagopyrum megaspartanium under Hydroponic Culture

Wang Hongxin1,Yuan Yi2,Yang Sudan3,Liu Hongmei3   

  1. 1Sanya College,Sanya 572000,Hainan,China
    2Jiangxi Institute of Fashion Technology,Nanchang 330201,Jiangxi,China
    3Chongqing Vocational Institute of Tourism,Chongqing 409000,China
  • Received:2016-11-18 Revised:2016-12-10 Online:2017-02-15 Published:2018-08-26

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PDF (PC)

159

摘要：

研究金荞麦对水培的适应性,为金荞麦的水培繁殖提供理论基础。利用不同浓度（0.27、0.54、1.08mmol/L）萘乙酸（NAA）处理诱导金荞麦插穗生根,分别于10和20d测定不同处理的总根长、根表面积、根体积,筛选出生根效果最好的NAA溶液浓度。用筛选出的NAA溶液继续对金荞麦插穗进行处理,然后放入清水中诱导出不定根,分别进行水培和土培,40d后测定根系形态及其他生理指标。结果表明,0.27mmol/L NAA显著促进金荞麦插穗生根;水培金荞麦根系呈现白色到淡绿色,有二级根但缺乏根毛,而土培金荞麦根系呈现较短的褐色多毛根系。水培金荞麦根系鲜重、根冠比、总根长、根表面积、根体积、根系活力均显著大于土培金荞麦根系的;除叶片叶绿素a/b值、含水量显著大于土培金荞麦之外,水培金荞麦叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素含量均显著小于土培金荞麦的;水培条件下金荞麦根系和叶片中的过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性均显著高于土培的,而过氧化氢酶活性和丙二醛含量与土培的差异不显著。在水培条件下,金荞麦的根系结构、色素含量以及部分抗氧化能力会受到影响,但其可以通过改变部分形态及生理生化特性来适应水环境。

关键词: 水培, 金荞麦, 根系形态, 抗氧化酶, 硝酸还原酶, 丙二醛

Abstract:

In order to study the adaptation of Fagopyrum megaspartanium in hydroponic culture providing theoretical foundation for its hydroponic-culture, a hydroponic experiment was conducted with three different NAA levels (0.27, 0.54, 1.08mmol/L) to determinate the root growth of F.megaspartanium after 10d and 20d. Total length, surface area and volume of roots were calculated to obtain suitable NAA level for root growth of F.megaspartanium. The branches of F.megaspartanium were treated through the optimal NAA level and put into water to induce adventitious roots. The branches were divided into two groups to be cultured in nutrient solution and soil respectively. The root morphology and physiological indexes were determined after 40d of culture．Results showed that the optimal inducing concentration of NAA promoting F.megaspartanium rooting of water root was 0.27mmol/L; Compared with the short brown hairy roots of the soil cultivated plants, the hydroponic roots were white or light green with secondary roots, but without root hairs. Roots from the hydroponic culture had more fresh weight, root/shoot ratio, total root length, surface area, volume and antioxidant enzymes activities than those from the soil culture. The contents of chlorophyll a,chlorophyll-b,total chlorophyll and carotenoid in hydroponic group were lower than that in soil cultured group except for water content and chlorophyll a/b. The activities of POD, SOD in roots were higher than that in leaves of hydroponic and cultured group ( P<0.05) . The activities of POD, SOD in roots of hydroponic group were higher than that in roots of soil cultured group ( P<0.05) ,and the activity of CAT and the MDA content showed no significant difference. Hydroponic could influence root morphological characteristics, pigment contents and some of the capacity of antioxidant, however part of the morphological, and physiological and biochemical indexes were changed to adapt hydroponic environment.

Key words: Hydroponic culture, Fagopyrum megaspartanium, Root morphology, Anti-oxidant enzymes, Nitrate reductase, Malondialdehyde

表1

不同浓度NAA处理金荞麦插穗根系形态特征"

NAA
(mmol/L)		 总根长Total root length(cm) 根表面积Root surface area(cm2) 根体积Root volume(cm3)
10d 20d 10d 20d 10d 20d
0(CK) 273.44±9.22b 343.37±2.70d 52.00±2.39d 68.91±1.53c 0.38±0.31c 0.45±0.03d
0.27 321.11±5.79a 418.36±4.95a 66.30±1.01a 89.19±1.00a 0.53±0.40a 0.62±0.04a
0.54 309.97±3.97a 408.63±2.18b 61.89±1.51b 86.52±3.05a 0.49±0.15b 0.59±0.02b
1.08 281.89±9.46b 336.21±5.84c 58.53±1.45c 74.37±1.20b 0.41±0.06c 0.51±0.03c

图1

水培与土培金荞麦根系形态比较"

表2

不同培养条件下金荞麦插穗根系的形态特征"

处理
Treatment		 根系鲜重(g)
Root fresh weight		 根冠比(%)
Root/shoot ratio		 总根长(cm)
Total root length		 根表面积(cm2)
Root surface area		 根体积(cm3)
Root volume		 根系活力[g/(g·h)]
Root activity
水培Hydroponics culture 0.796±0.035a 0.082±0.0036a 617.03±7.55a 100.66±5.2a 0.75±0.05a 0.584±0.200a
土培Soil culture 0.619±0.027b 0.067±0.0046b 558.23±6.50b 83.46±4.54b 0.63±0.03b 0.497±0.045b

表3

不同培养条件下金荞麦叶片的光合色素含量及含水量"

处理Treatment 叶绿素a(mg/g)
Chlorophyll a		 叶绿素b(mg/g)
Chlorophyll b		 叶绿素a/b
Chlorophyll a/b		 总叶绿素(mg/g)
Total chlorophyll		 类胡萝卜素(mg/g)
Carotenoid		 水分(%)
Water
水培Hydroponics culture 1.65±0.03b 0.39±0.02b 4.28±0.04a 2.81±0.02b 0.27±0.02b 88.65±3.21a
土培Soil culture 2.33±0.02a 0.76±0.01a 3.07±0.03b 3.61±0.04a 0.33±0.02a 75.15±3.16b

表4

不同培养条件下金荞麦生理生化特性"

处理Treatment POD[U/(g·min)] SOD[U/(g·min)] CAT[U/(g·min)] NR[U/(g·min)] MDA(nmol/mg)
水培叶Leaf of hydroponics culture 147.95±3.05c 89.83±1.31c 97.22±1.00b 42.61±0.56c 3.35±0.02b
土培叶Leaf of soil culture 126.33±3.05d 76.89±2.29d 95.60±0.56b 42.56±0.58c 3.14±0.06b
水培根Root of hydroponics culture 416.65±4.51a 113.80±1.47a 148.36±2.81a 338.60±2.82a 5.09±0.91a
土培根Root of soil culture 368.73±2.52b 96.49±2.80b 145.90±2.43a 112.66±2.60b 4.87±0.18a
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