Cơ chế điều phối phản ứng tăng trưởng của cây mầm lúa mì khi ảnh hưởng bởi tỷ lệ chồi/rễ

Pleiades Publishing Ltd - Tập 52 - Trang 679-684 - 2005
L. B. Vysotskaya1
1Institute of Biology, Ufa Research Center, Russian Academy of Sciences, Ufa, Russia

Tóm tắt

Việc cắt bỏ bốn trong số năm rễ của cây mầm lúa mì 7 ngày tuổi (Triticum durum Desf.) đã nhanh chóng ức chế sự phát triển của chồi nhưng tăng cường việc tích lũy sinh khối nhờ vào các rễ còn lại mở rộng và có nhiều nhánh hơn. Tiếp theo, tỷ lệ phát triển của chồi tăng lên mặc dù chưa hoàn toàn khôi phục. Sau khi giảm thiểu hệ thống rễ, tỷ lệ quang hợp ở lá của cây mầm không giảm. So với các cây không bị tổn thương, auxin và cytokinin tích tụ ở rễ còn lại, trong khi ở phần chồi đang phát triển, mức auxin nhanh chóng giảm xuống. Tỷ lệ phát triển chồi được cho là giảm sau khi cắt bỏ một phần hệ thống rễ do tính co giãn thấp hơn của mô đang phát triển, và việc thúc đẩy hình thành rễ bên trên rễ còn lại rõ ràng là kết quả từ sự phân phối lại chủ động các phytohormone và hợp chất đồng hóa giữa các cơ quan của cây. Vai trò chính của các tín hiệu nội tiết trong việc điều phối sự phát triển của chồi và rễ được thảo luận.

Từ khóa

#lúa mì #cây mầm #tăng trưởng #hormone thực vật #rễ #chồi

Tài liệu tham khảo

Davidson, R.L., Effect of Root/Leaf Temperature Differentials on Root/Shoot Ratios of Some Pasture Grasses and Clover, Ann. Bot. (London), 1969, vol. 33, pp. 561–569. Monyo, J.H. and Whittington, W.J., Genetic Analysis of Root Growth in Wheat, J. Agric. Sci., 1970, vol. 74, pp. 329–338. Biddington, N.L. and Dearman, A.S., Shoot and Root Growth of Lettuce Seedlings Following Root Pruning, Ann. Bot. (London), 1984, vol. 53, pp. 663–668. Vysotskaya, L.B., Timergalina, L.N., Simonyan, M.V., Veselov, S.Yu., and Kudoyarova, G.R., Growth Rate, IAA and Cytokinin Content of Wheat Seedling after Root Pruning, Plant Growth Regul., 2001, vol. 33, pp. 51–57. Hsiao, T. and Xu, L.R., Sensitivity of Growth of Roots versus Leaves to Water Stress: Biophysical Analysis and Relation to Water Transport, J. Exp. Bot., 2000, vol. 51, pp. 1595–1616. Kuiper, D., Sommarin, M., and Kylin, A., The Effects of Mineral Nutrition and Benzyladenine on the Plasmalemma ATPase Activity from Roots of Wheat and Plantago major ssp. pleiosperma, Physiol. Plant., 1991, vol. 81, pp. 169–174. Wu, Y. and Cosgrove, D., Adaptation of Roots to Low Water Potentials by Changes in Cell Wall Extensibility and Cell Wall Proteins, J. Exp. Bot., 2000, vol. 51, pp. 1543–1553. Ivanov, V.B., Bystrova, E.I., and Seregin, I.V., Comparative Impacts of Heavy Metals on Root Growth as Related to Their Specificity and Selectivity, Fiziol. Rast. (Moscow), 2003, vol. 50, pp. 445–454 (Russ. J. Plant Physiol., Engl. Transl., pp. 398–406). Jackson, M., Are Plants Hormones Involved in Root to Shoot Communication? Advanced in Botanical Research, Callow, J.A., Ed., New York: Academic, 1993, pp. 103–187. Kudoyarova, G.R., Veselov, S.Yu., and Usmanov, I.Yu., Hormonal Regulation of Shoot/Root Biomass Correlation under Stress, Zh. Obshch. Biol., 1999, vol. 60, pp. 633–641. Stitt, M. and Feil, R., Lateral Root Frequency Decreases when Nitrate Accumulates in Tobacco Transformants with Low Nitrate Reductase Activity: Consequences for the Regulation of Biomass Partitioning between Shoots and Root, Plant Soil, 1999, vol. 215, pp. 143–153. Farkhutdinov, R.G., Veselova, S.V., Veselov, D.S., Mitrichenko, A.N., Dedov, A.V., and Kudoyarova, G.R., The Effect of Rapid Temperature Increase on the Growth Rate of Wheat Leaves, Fiziol. Rast. (Moscow), 2003, vol. 50, pp. 275–279 (Russ. J. Plant Physiol., Engl. Transl., pp. 247–250). Thomas, H., James, A.R., and Humphreys, M.W., Effects of Water Stress on Leaf Growth in Tall Fescue, Italian Ryegrass and Their Hybrid: Rheological Properties of Expansion Zones of Leaves, Measured on Growing and Killed Tissue, J. Exp. Bot., 1999, vol. 50, pp. 221–231. Veselov, S.Yu., Ispol'zovanie antitel dlya kolichestvennogo opredeleniya, ochistki i lokalizatsii regulyatorov rosta rastenii (Use of Antibodies for Quantitation, Purification, and Localization of Plant Growth Regulators), Ufa: Izd-vo Bashkirskogo un-ta, 1998. Vysotskaya, L.B., Arkhipova, T.N., Timergalina, L.N., Dedov, A.V., Veselov, S.Yu., and Kudoyarova, G.R., Effect of Partial Root Excision on Transpiration, Root Hydraulic Conductance and Leaf Growth in Wheat Seedlings, Plant Physiol. Biochem., 2004, vol. 42, pp. 251–255. Meinzer, F.C., Coordination of Vapour and Liquid Phase Water Transport Properties in Plants, Plant, Cell Environ., 2002, vol. 25, pp. 265–274. Frensch, J., Primary Responses of Root and Leaf Elongation to Water Deficit in the Atmosphere and Soil Solution, J. Exp. Bot., 1997, vol. 48, pp. 985–999. Rayle, D. and Cleland, R., The Acid Growth Theory of Auxin-Induced Cell Elongation Is Alive and Well, Plant Physiol., 1992, vol. 99, pp. 893–898. Cosgrove, D.J., Li, L.C., Cho, H.-T., Hoffmann-Benning, S., Moore, R.C., and Blecker, D., The Growing World of Expansins, Plant Cell Physiol., 2002, vol. 43, pp. 1436–1444. Ploshchinskaya, M.E., Ivanov, V.B., Salmin, S.A., and Bystrova, E.I., Analysis of Possible Mechanisms of Root Branching Regulation, Zh. Obshch. Biol., 2002, vol. 63, pp. 68–74. Reed, R.C., Brady, S.R., and Muday, G.K., Inhibition of Auxin Movement from the Shoot into the Root Inhibits Lateral Root Development in Arabidopsis, Plant Physiol., 1998, vol. 118, pp. 1369–1378. Casson, S.A. and Lindsey, K., Genes and Signaling in Root Development, New Phytol., 2003, vol. 158, pp. 11–38. Kerk, N.M., Jiang, K., and Feldman, L.J., Auxin Metabolism in the Root Apical Meristem, Plant Physiol., 2000, vol. 122, pp. 925–932. Werner, T., Motyka, V., Laucou, V., Smets, R., van Onckelen, H., and Schmulling, Th., Cytokinin-Deficient Transgenic Arabidopsis Plants Show Multiple Developmental Alterations Indicating Opposite Functions of Cytokinins in the Regulation of Shoot and Root Meristem Activity, Plant Cell, 2003, vol. 15, pp. 2532–2550. Beemster, G.T.S. and Baskin, T.I., STUNTED PLANT 1 Mediates Effects of Cytokinin, but Not of Auxin, on Cell Division and Expansion in the Root of Arabidopsis, Plant Physiol., 2000, vol. 124, pp. 1718–1727. Roitsch, T. and Ehness, R., Regulation of Source/Sink Relations by Cytokinins, Plant Growth Regul., 2000, vol. 32, pp. 359–367. Morcuende, R., Perez, P., and Martinez-Carrasco, R., Short-Term Feedback Inhibition of Photosynthesis in Wheat Leaves Supplied with Sucrose and Glycerol at Two Temperatures, Photosynthetica, 1997, vol. 33, pp. 179–188. Roitsch, T., Source-Sink Regulation by Sugar and Stress, Plant Biol., 1999, vol. 2, pp. 198–208.