全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报 ,
成“ “ ‘ ”
利用“ 示踪法研究杉木光合
产物分配和杉木根系分泌物
陈俊伟 倪竹如 刘智宏 付志坚
浙江省农业科学院原子能利用研究所 杭州 。。
用 ’‘ 示踪法研 究 了杉木光合产物 的分配 和 衫木根 系的分泌物 。 结果表 明 , 杉木
饲喂 ’‘ 后 天 , 光合 产物 大部分 滞 留在叶 中 , 只 有 从 叶 中输送 到 新梢 、 主
枝 、根和侧枝 中 , 标记 后 天 , 光合产物分配率仍 以 叶为最 高 , 但所 占百 分比下降 , 而主
枝 、 新梢 、根和侧枝的分配率相应地有 了增加 , 至标记 后 天 , 光合产物的分配率 以新
梢为最 高 , 其次为根 , 叶退居 其后 。 衫木光合 产物输送到根部后 , 可很快转化为分泌物
并排 出体外 , 其分泌量在标记 后 第 天 出现峰值 , 此后“ 分泌 物 量不 断下降 。 杉木根
系分泌物 中的有机小 分子物质 , 以糖 类为最 多 , 其次是有机酸 , 氛基酸居 第三 。
关键词 衫木 光合产物 根 系分泌物
前 言
杉木是我国南方的主要用材树种 。 在人工林速生栽培中发现 , 杉木连栽会引起生产力下
降 、地力衰退 〕和生产环境恶化 〔’〕
。
究其原 因 , 可能与杉木连栽后土壤根际环境的理化特性恶
化 、 矿质营养减少及土壤内毒性物质的积累有关川 。 而这些因子均严重影响根 系分泌功能〔 〕。
根系分泌物在活化养分 、 促进根系对养分的吸收利用 、 增加根际微生物数量和改善根际理化特
性方面起重要作用闭 。 但 由于杉木根系分 泌物数量很微 , 采用常规的化学分析法难以检测 , 给
深入研究杉木根际状况带来一定困难 。 为了探求一种适于研究杉木根系分泌状况的方法 , 本文
采用 了 ’‘ 示踪法检测杉木的根系分泌物 。
材 料 与 方 法
试验材料 取生长一致的 年生杉木 ’ 苗 , 用 自来水冲洗根
系 , 以洗去根系表面的土壤和杂物 , 但不可损伤根系外表及活性细根 , 以免影响根系分泌功能 。
冲洗后用 升汞溶液消毒根系 , 然后用蒸馏水 , 再用无菌水冲洗多次 , 至升汞全部洗脱
为止 。 洗净后的杉木置于无菌水配成 的 溶液 中培养 , 培养液遮光 , 以免藻类生长 ,
此文于 年 月 日收到 。
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每隔 通气 次 培养 周后待根部长出大量白色活性细根 , 则可供下一步试验用 。
引人 将杉木苗栽入 内装 培养液的搪瓷杯中 , 每杯放 株杉木 , 杯 口 用厚纸板
复盖遮光 另选 只内盛 培养液的塑料桶 , 桶外壁用油漆漆成黑色 , 桶盖钻 孔 , 每孔栽
株杉木并用棉花塞紧固定 。 将上述 批材料一并放入 , 的透明聚 乙烯光合
室 内 , 用 ’‘ 。发生 ’‘ , 标记活度为 拌 , ’‘ 起始浓度为 , 采用 自
然光照 , 温度约为 ℃ , 标记时间为 年 月 日 一次 日 , 标记过程中用气泵循
环 ’‘ , 标记结束后用 吸收多余的‘ 。
杉木光合产物分配率的测定 标记结束后 、 和 分别取样 , 先用 自来水把植株
冲洗干净 , 然后将其分解成根 、主枝 、 侧枝 、 叶和新梢 , 剪碎 , 经 ℃下杀青后 , ℃烘至恒重 ,
再秤重 、 磨碎 , 秤取 干粉样品在 自动定标器上测定各部分的放射性比度 , 然后计
算 出各部分 ’‘ 光合产物的分配率 。
根系 ’ 分泌物分泌动态的测定 根系 ’‘ 分泌物的 日分泌量测定采用替换培养液方式取
样 , 即在标记结束后取 出杉木 , 每隔 替换 次新鲜培养液 , 将每次替换下来的培养液摇匀
后 , 吸取 样品 , 再加 闪烁液 , 然后在 。 液体闪烁计数仪上测定放射性活度 。
闪 烁 液 配 方 为 , , 蔡 , 乙 二 醇 , 甲醇 , 加 二 氧 六 环 至
」。
根系 ’ 分泌物的浓缩
、 分离和测定 在杉木标记 , ‘ 后 , 从每个塑料桶中吸取经搅
拌的培养液 , 于 ℃下在 电热真空干燥箱 内 , 抽真空浓缩至 左右 , 然后按
等的离子交换法 将浓缩液分离为糖类
、 氨墓酸和有机酸 部分 。 再将各部分分离液浓缩至
左右 , 然后 吸取 加 闪烁液 配方 同上 , 按上述方法在 液体 闪烁计数仪上
测定放射性活度 。
结 果 与 分 析
一 ’ 标记光合产物在杉木体内的运转分配
图 表明 , 标记结束后 取样测定杉木各部位的 ’‘ 光合产物分配率 , 以叶居最高 , 占 ’‘
光合产物总量的 , 新梢次之 , 为 , 主枝略低于新梢 , 为 , 侧枝为 “ ,
根 中 ’‘ 光合产物分配率最低仅为 。 标记后 取样测得各部分 ’‘ 光合产物 的分配率
有了变化 , 虽然 ’‘ 分配率仍 以 叶居第 位 , 但其值大幅度下降 , 降幅为 , 而其他各部
分 ’‘ 光合产物的分配率均有不 同程度升高 , 按其分配率高低排列依次为主枝 、 新梢 、 根和侧
枝 , 排列次序略有改变 。 至标记结束后 取样测定 ’‘ 光合产物的分配率 , 其排列位次发生较
大改变 , 新梢的 ’‘ 光合产物分配率位居首位 , 根次之 , 主茎第 , 叶退居第 , 侧 枝 比前二期更
少 。上述结果表明 , 随着杉木的生长发育 , 杉木 叶片同化的光合产物不断向外输 出 , 主要分配到
生长旺盛的新梢以及贮藏养分的主枝和根等部位 , 而向侧枝分配极少 。
二 杉木根系 ’℃分泌物的变化动态
用每天替换营养液方式 , 取样测定 ’‘ 标记后每天根系分泌到体外的 值 , 结果见图
。 图 表明 , 输送至根部的“ 光合产物转化成 ’‘ 分泌物的起始值较低 , 此后随 ’‘ 光合产物
输送到根部增多而逐渐升高 , 至标记后第 天 , 根部释放的 ’‘ 分泌物 出现峰值 , 其后虽然根部
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利用 ’‘ 示踪法研究杉木光合产物分配和杉木根 系分泌物
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新梢男蕊
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图 标记后不同时间 ’‘ 光合产物在杉木体内的运转分配动态
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获得 的 ’‘ 量不断增加 , 但测得 的 ’‘ 分泌物量却逐渐下降 , 至标记后第 , 取样测得 的 ’‘ 分
泌 物 的放射性活度 已很低 , 其 原 因 尚不清楚 , 据推测可能是 由于根分泌物以初生代 谢物 为
主 〔 〕, 后期输送到根部的光合产物大都转化成结构物质 , 仅有少量形成有机低分子物质分泌到
体外 。
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图 杉木根系 ’℃分泌物 日分泌量变化动态曲线
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表 杉木根系分泌物中氨荃酸
、 枪类和有机酸的含里
,
亡
成 分 比放射性 每株总分泌 各部分的相对含量
氨基酸类
搪类
有机酸 ‘
注 表 中 比放射性 值 , 通 过 测定浓缩分离液的 比放射性值 , 然后折成未浓缩液的比放射性
一 一 一
三 杉木根系 ’ 分泌物中氨基酸 、糖和有机酸的相对含量
用阴 、 阳离子树脂交换法分离 出 ’‘ 标记后杉木根系 ’‘ 分泌物中的氨基酸 、 糖类和有机
酸 , 然后测定分离各部分的放射性活度 , 用测得的放射性活度来代表各 自在分泌物中的相对含
量 , 结果见表 。表 表 明 , 杉木根系的 ’‘ 分泌物中以糖类为最多 , 占所分离 总量的 强 , 其次
是有机酸 , 氨基酸最少 。 测定未分离培养液的放射性活度为 , 过柱后 回收的 者放
射性活度之和为 , 得 出回收率为 , 表明 ’‘ 分泌物组成中以有机小分子物
质为主 , 这与 等川的报逆相类似 。 至于各部分的绝对含量有待进一步研究 。
刁、 结
在杉木生长发育过程中 , 经光合作用合成的 ’‘ 光合产物 , 从叶输出后不断向新梢
、 主枝
和根等生长部位分配 , 而 向侧枝分配很少 。
’‘ 示踪研究结果表明 , 杉木根系分泌物来源于光合产物 , 且以新合成的光合产物为主 。
杉木 ’‘ 分泌物起始值较低 , 此后逐渐升高 , 至标记后第 出现峰值 , 此后又迅速下降 。
杉木根系分泌物以有机小分子物质为主 , 其中以糖类为最多 , 其次是有机酸 , 氨基酸含
量最少 。
参 考 文 献
俞新妥 杉木 福州 福建科技出版社 , 工 , 一
许汝佳 安徽衫木林地的地力衰退原因探 讨 安徽林业科技 , ,
冯宇炜 , 陈楚莹 杉木速生丰产的生态学 基 础 生态学杂志 ,
张福锁 , 曹一平 根际动态过程与植物 营养 土壤学报 , , 一 。
吴 辉 , 郑师章 根分泌物及其 生态效应 生态学杂志 , ,
陈子元 , 沮贤芳 , 胡国辉主编 核技术及其 在农业科学中的应用 北京 科学技术出版社 , ,
潘瑞炽 , 董愚得编 植物生理学 北京 高等教育出版社 , ,
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