在水稻幼苗在静止、脱氧的琼脂培养基中生长过程中，径向氧气损失的时空动态

《Plant and Soil》：Spatiotemporal dynamics of radial oxygen loss during rice seedling establishment in a stagnant deoxygenated agar medium

　　

摘要

背景与目的

在积水条件下成功建立幼苗对后续生长和产量形成至关重要。缺氧的土壤会限制根部对氧气的获取，而通过径向氧气流失（ROL）实现根际氧气化可以缓解缺氧应力。然而，在幼苗早期建立过程中，ROL的发育调控机制尚不明确。在本研究中，我们探讨了光照如何影响积水条件下水稻幼苗建立过程中的ROL动态及根系生长。

方法

利用平面氧电极监测了胚根和不定根的生长及其时空氧气分布，并在恒定光照和黑暗条件下评估了根部内部的氧气传输途径及ROL屏障的形成。

结果

不到一半的胚根在出土后立即释放氧气，而大多数不定根在出土后、ROL屏障形成或外皮层木栓化之前就开始释放氧气。这些较短的不定根具有发育良好的皮层细胞间隙，但缺乏通气组织。出土24小时后，通气组织开始形成，ROL屏障也随之建立。此时，在根尖前可检测到的氧气积累减少，氧气富集区域主要位于根尖后方。光照略微促进了根系伸长，但并未显著增加整个根系的氧气释放总量或不定根尖周围的氧气浓度。尽管如此，在光照和黑暗条件下，根尖氧气浓度与根系伸长率呈正相关。

结论

这些结果表明，在积水条件下水稻幼苗早期建立过程中的根部通气主要由解剖结构发育调控，未观察到其与光照条件的明显协同作用。