全 文 ：文章编号 :100028551 (2007) 042401203
剪根稻苗移栽后叶鞘3 H2同化物的运转分配特点
任万军　杨文钰　樊高琼　吴锦秀
(四川农业大学农学院 ,四川 雅安　625014)
摘 　要 :用3 H同位素示踪方法研究了剪根稻苗移栽后叶鞘同化物的运转分配特点。结果表明 ,剪根处理
稻苗各器官干重均低于对照 ,而3 H2同化物的比活度却高于对照 ,标记后 10d 多数器官高出对照 1 倍左
右 ,分蘖高 2 倍 ,新根高 4 倍。剪根处理发根节和新根的放射性总活度和3 H2同化物的分配比例均高于
对照 ,意味着其新根的发生更加依赖于主茎叶鞘物质输出。
关键词 :水稻 ;秧苗 ;剪根 ;3 H2同化物
CHARACTERISTICS OF 3 H2ASSIMILATE TRANSLOCATION AND
DISTRIBUTION OF ROOT2PRUNED SEEDLINGS OF RICE AFTER TRANSPLANTING
REN Wan2jun 　YANG Wen2yu 　FAN Gao2qiong 　WU Jin2xiu
( College of Agronomy , Sichuan Agricultural University , Ya’an , Sichuan 　625014)
Abstract : The characteristics of dry matter accumulation and 3 H2assimilate translocation and distribution of root2pruned
seedlings after transplanting were studied. The results showed that shoot dry weight of root2pruned seedling was reduced
compared with untreated seedlings. However , 3 H specific activity of the root2pruned seedlings was higher than that of control .
After 10d of labeling , 3 H2 specific activity in many organs enhanced 1 times over the CK, furthermore , its tillers increased 2
times and new roots increased 4 times. The higher total 3 H activity and percentage to rooting joints and new roots mean growth
of root pruned seedlings more relying on the matter exported from main stem and sheath.
Key words :rice ( Oryza sativa) ; seedling ; root pruning ; 3 H2assimilate
收稿日期 :2006210230
作者简介 :任万军 (19722) ,男 ,副教授 ,博士 ,从事水稻栽培及生理生态研究。E2mail :rwjun @sicau. edu. cn
通讯作者 :杨文钰 (19582) ,男 ,教授 ,博士 ,从事作物栽培及作物生理研究。Tel :083522882004 ; E2mail : wenyu. yang @2631net　　水稻秧苗移栽会因拔秧插秧而造成伤根等植伤 ,生长发育出现短暂的停滞。栽后产生新根 ,植株又开始生长。植伤的轻重和持续时间会影响作物大田生长与产量。Yamamato Y和 Ehara H 等研究了秧苗植伤后系列形态和生理特征[1～5 ] ,王夫玉等以盐粳 187 为材料 ,分析了栽插密度、施用 N 素对群体植伤的影响[6 ] 。但有关秧苗伤根后植株器官恢复性生长的物质来源 ,以及伤根对各器官光合产物的运转、分配等的影响还未见报道。同位素示踪是研究植株器官间物质运转分配的一种基本方法[7～10 ] ,本文用3 H 同位素示踪法 ,研究剪根稻苗移栽后叶鞘同化物的运转分配特点 ,以期认识植伤秧苗成活的源库关系 ,进而为研究促进移栽秧苗快速成活的措施提供依据。 1 　材料与方法以杂交稻组合冈优 22 为材料 ,于 2003 年 4 —5 月在四川农业大学原子能应用研究室盆栽场进行盆栽试验。盆钵直径为 25cm ,高 25cm。每盆装土 10 kg ,土壤为砂壤 ,有机质含量 231668gΠkg、全氮 13122gΠkg、全磷018483gΠkg、全钾 81478gΠkg、碱解氮 113182mgΠkg、速效磷 98185mgΠkg、速效钾 117199mgΠkg。试验设栽剪根秧苗 (将秧苗的根系全部剪除) 和不剪根秧苗 (CK) ,每处理栽 8 盆 ,每盆栽 5 株。于移栽后 4d ,各处理选择 5 株 ,在主茎最上一片展开叶的叶鞘上涂抹 10 % Tween 10μl ,再涂施放射性
104　核 农 学 报　2007 ,21 (4) :401～403Journal of Nuclear Agricultural Sciences
比活度为 31256 ×105MBqΠmmol 的3 H2葡萄糖 ,标记活
度为 317 ×105 BqΠ株。每组合处理 8 盆 ,标记后 10d 和
30d 取样 ,每次取 4 盆 ,作为 4 次重复。取样洗净后分
主茎、分蘖茎、栽前根 (老根) 、栽后根 (新根) 、主茎栽前
叶 (老叶) 、主茎栽后叶 (新叶) 、分蘖叶和发根节等部分
在 80 ℃下烘干称重。样品粉碎后 ,称取 50～100mg 于
带塞试管中 ,加入 015ml 高氯酸和 015ml 硝酸 ,置于
70 ℃～80 ℃水浴中消化 ,待样品全部溶解后加入 H2O2
115ml 直至消化液清晰为止。每样品各取 012ml 于加
了闪烁液的计数瓶中用 TRICARB2000CA 液闪谱仪测
量放射性活度。闪烁液配方 :613g PPO + 0138g POPOP
+ 甲苯 66617ml + triton. X2100 333153ml。
2 　结果与分析
211 　剪根对标记后 10d 时3 H2同化物分配的影响 水稻秧苗剪根后植株各器官干重均低于对照 (表1) ,但栽后 4d 标记的叶鞘3 H 同化物在各器官中 (标记鞘除外)的比活度均高于对照 ,多数器官高 1 倍左右 ,分蘖高 2 倍 ,新根高 4 倍。剪根处理分蘖、发根节和新根的放射性总活度也高于对照 ,但主茎和主茎新叶的放射性总活度 ,却显著低于对照。剪根处理后3 H 同化物在衰老器官中 ,主要是黄叶中分配比例较高 ,原因在于取样时部分标记叶鞘的叶片已枯死 ,造成黄叶中放射性比活度较高。剪根处理的3 H 同化物在主茎中 (包括主茎叶鞘、主茎新叶) 的分配比率显著低于对照 ,但在发根节和新根中的分配比例却高于对照。212 　剪根对标记后 30d 时3 H2同化物分配的影响由表 2 可看出 ,标记后 30d 时 ,剪根处理各器官干重仍低于 CK,但放射性比活度除主茎新叶外 ,其他器官均高于 CK,比 CK高 50 %以上的器官有主茎、主茎老叶、发根节和新根。放射性总活度剪根处理各器官
　　　
表 1 　剪根对标记后 10d 时3 H2同化物在植株体内分配的影响
Table 1 　Effect of root pruning on distribution of 3 H2 assimilates in plant among organs after 10 days of labeling
项目
index
干重 dry weight
(gΠplant) 比活度 specific activity(dpmΠ100mg) 总活度 total activity(dpmΠorgan) 占整株 percentage( %)
剪根
root pruned
CK ±% 剪根
root pruned
CK ±% 剪根
root pruned
CK ±% 剪根
root pruned
CK ±%
主茎 main stem 010184b 010459a - 59191 12954a 7622b 69196 2384b 3574a - 3313 18170b 28139a - 9169
分蘖 tiller 010552b 011624a - 66101 1998a 635b 214165 1103 998 10152 8165 8128 0137
标记鞘 labeled sheath 010396 010359 10131 8697 10962 - 20166 3444 3869 - 10198 27101 32121 - 512
主茎老叶 older leaf
blades of main stem
010366 010578 - 36168 4857a 2026b 139173 1778a 1169b 5211 13194a 9153b 4141
主茎新叶 new leaf
blades of main stem
010022b 010266a - 91173 6808a 3772b 80149 150b 1032a - 85147 1117b 8151a - 7134
衰老器官 senescence organ 01055 010478 15106 2677a 486b 450182 1472a 221b 566106 11155a 1183b 9172
发根节 rooting joint 010464 01052 - 10177 2027a 906b 123173 941a 448b 110104 7138 3161 3177
新根 new root 010176b 010563a - 68174 8395a 1674b 401149 1478a 935b 58107 11159a 7162b 3197
合计 total 01271b 01485a - 44112 12750 12247 4111 100 100
注 :表中不同字母表示显著性差异 ( P < 0105) 。下表同。Note :The different letter means significant difference at 0. 05 level . The same as following table.
表 2 　剪根对标记后 30d 时3 H2同化物在植株体内分配的影响
Table 2 　Effect of root pruning on distribution of 3 H2 assimilates in plant among organs after 30 days of labeling
项目
index
干重 dry weight
(gΠplant) 比活度 specific activity(dpmΠ100mg) 总活度 total activity(dpmΠorgan) 占整株 Percentage( %)
剪根
root pruned CK ±%
剪根
root pruned CK ±%
剪根
root pruned CK ±%
剪根
root pruned CK ±%
主茎 main stem 01022b 01096a - 77108 3125a 540b 47817 694a 509b 36135 10112 6125 3187
分蘖 tiller 01625 0179 - 20189 144 141 2113 901 1095 - 17172 13114 14145 - 1131
标记鞘 labeled sheath 01035 01051 - 31137 6874 6651 3135 2420b 3386a - 28153 35129 40169 - 514
主茎老叶 older leaf
blades of main stem
01045 01053 - 15109 2093a 1225b 70186 950a 635b 49161 13186a 8146b 514
主茎新叶 new leaf
blades of main stem
01016b 01133a - 87197 294b 631a - 53141 48b 851a - 94136 0169b 9184a - 9115
衰老器官 senescence organ 01031 01039 - 20151 610a 468b 30134 192 195 - 1154 2179 2177 0102
发根节 rooting joint 01125 01125 0100 543a 344b 57185 677a 427b 58155 9187 5144 4143
新根 new root 01095b 01144a - 34103 1033a 670b 54118 977 965 1124 14125 12111 2114
合计 total 01994b 11428a - 30139 6857b 8065a - 14198 100 100
204 核　农　学　报 21 卷
与对照相比有高有低 ,主茎、主茎老叶和发根节以剪根
处理显著高于对照 ,标记鞘和主茎新叶却显著低于对
照 ,其他器官差异不显著。剪根处理3 H2同化物在主
茎、主茎老叶、发根节和新根中的分配比例高于对照 ,
均高 2 %以上 ,但在标记鞘和主茎新叶中的分配比例
却低于对照 ,说明剪根后在标记鞘中的滞留比例减少 ,
外输比例增加。
213 　3 H2同化物在标记后 10～30d 在植株体内的再分配
水稻秧苗栽后 10～40d 是新根大量发生的阶段 ,
由表 3 可看出 ,对照栽后 4d 标记的3 H2同化物在标记
后 10～30d 参与再分配的主要来自于主茎的叶鞘 (包
括被标记叶鞘) ,而剪根秧苗因部分被标记鞘的老叶死
亡枯黄 ,故衰老器官成为了主要的输出器官。主要的
输入器官是分蘖、新根和发根节 ,但剪根处理参与再分
配的比例低于对照 ,因而输入分蘖和新根的比例相应
减少。
表 3 　3 H2同化物标记后 10～30d 在植株体内的再分配
Table 3 　Redistribution of 3 H2 assimilates among
organs during 10～30days of labeling ( %)
项目
index
主茎
main stem
主茎叶
leaf blades
of main stem
分蘖
tiller
发根节
rooting joint
新根
new root
其他
others
剪根
root2pruned - 013 - 016 + 415 + 215 + 217 - 818
CK - 1317 + 013 + 612 + 118 + 415 + 019
3 　讨论和结论
移栽作物伤根是一个普遍的问题 ,伤根首先阻抑
了根系的吸收功能 ,影响了秧苗的地上部生长 ,新根和
分蘖发生减少[3 ] ,干物质积累量降低[1 ,2 ] 。关于植伤导
致秧苗栽后生长停滞或减缓这一现象一直受到生产上
和研究者的关注 ,但对秧苗伤根后如何恢复生长这一
关键问题却缺乏必要的研究。剪根秧苗因为没有老根
吸收功能的支撑 ,在新发根承担吸收功能之前 ,新生器
官的生长更加依赖于主茎的物质输出 ,因而新根的放
射性比活度大幅度高于对照 ,分配比例也比对照高。
从生产角度来看 ,则要尽量减少移栽时对根系的损伤 ,
抛秧、小苗移栽等正是避免移栽时植伤 ,促进秧苗栽后
分蘖和新根早生快发 ,从而获得高产。
3 H 同位素示踪的方法可以揭示水稻秧苗栽后恢
复性生长阶段的物质代谢关系 ,此时 ,叶鞘是生长的供
给源 ,生长过程可概括为栽前叶鞘的贮藏性光合产物
输出 ,为新根发生和分蘖出生提供物质能量基础 ,保证
秧苗的恢复性生长。剪根秧苗叶鞘输出同化物的比例
更高 ,输出的同化物在新生器官 (新根、新蘖)所占比重
更大 ,对新生器官的生长也更加重要。
致谢 :四川农业大学原子能应用研究中心张怀渝
教授和陈志渝老师在本研究同位素引入和测定中给予
了大量的帮助和指导 ,在此特致谢忱。
参考文献 :
[ 1 ] 　Yamamoto Y. Studies on transplanting injury in rice plant . III. Effects
of root pruning treatment on the organic constituents in each organ and
rooting of seedlings after transplanting. Jpn J Crop Sci , 1989 , 58 : 4 ,
535～540
[ 2 ] 　Yamamoto Y, Hisano K. Studies on transplanting injury in rice plants.
V. Effects of shoot pruning on early growth after transplanting. Jpn J
Crop Sci , 19901 59 : 2 , 312～320
[ 3 ] 　Yamamoto Y, Matsumoto T. Studies on transplanting injury in rice
plant : Ⅵ. Effect of transplanting on the morphological changes of new
leaf and roots of seedlings after transplanting. Res Rep Kochi Univ ,
1990 , 39 : 57～63
[ 4 ] 　Sasaki R , Gotoh K. Characteristics of rooting and early growth of
transplanted rice nursling seedlings of different ages with different leaf
numbers. Jpn J Crop Sci , 1999 , 68 : 2 , 194～198
[ 5 ] 　Ehara H , Kawashima M , Morita O , Suematsu M. Comparison of
transplanting injury between rice seedlings cultivated on a cotton mat on
hydroponic culture solution with different nitrogen compositions. Jpn J
Crop Sci , 2004 , 73 : 3 , 247～252
[ 6 ] 　王夫玉 , 张洪程 ,黄丕生. 水稻盐粳 187 的群体植伤研究. 上海
交通大学学报 (农业科学版) , 2003 , 21 (1) , 13～16
[ 7 ] 　巫建华 , 龚 　荐 , 罗时石. 小麦根系物质流示踪研究. 核农学
报 , 1992 ,6 (3) :147～152
[ 8 ] 　张　浩 , 龚　荐 , 罗时石. 再生稻根系物质流示踪研究. 江苏农
学院学报 , 1991 , 12 (3) :25～28
[ 9 ] 　杨文钰 , 樊高琼 , 董兆勇 ,等. 烯效唑干拌种对小麦根系生长及
吸收功能的影响. 核农学报 , 2005 ,19 (3) :222～227
[10 ] 　左元梅 , 陈　清 , 张福锁. 利用14C示踪研究玉米Π花生间作玉米
根系分泌物对花生铁营养影响的机制. 核农学报 , 2005 ,18 (1) :
43～46
本刊重要提示 :由于3 H2葡萄糖中的3 H 在生物体试验
中可能会脱落 ,建立在进行相关研究时 ,最好选用14 C2
葡萄糖作为示踪剂 ,以确保试验结果更为可靠。
304Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2006 ,21 (4) :401～403