全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第3期，2006年6月 511
水培球根花卉根的负向光性与根系造型
韩鹰1,* 高玥1 王忠2
1 苏州农业职业技术学院，江苏苏州 215008；2 扬州大学农学院，江苏扬州 225009
The Negative Root Phototropism in Hydroponic Bulb Flowers and the Root
Shaping
HAN Ying1,*, GAO Yue1, WANG Zhong2
1Suzhou Polytechnical Institute of Agriculture, Suzhou, Jiangsu 215008, China; 2Agricultural College, Yangzhou University, Yangzhou,
Jiangsu 225009, China
提要 在已有水培风信子根系负向光性生长研究的基础上，与在光照条件下生长的郁金香、水仙根系进行比较的结果表
明：3 种球根的根系均表现负向光性生长，水仙根系对光照反应最敏感，3 d 可以表现明显负向光性；光强越大，根系的
负向性反应越明显；蓝光对球根的负向光性诱导最明显，红光则无效；在同样的光强和光质条件下，水仙表现负向光性
的倾角最大，风信子次之，郁金香最小。
关键词 风信子；水仙；郁金香；根；负向光性
收稿 2005-11-15 修定　 2006-03-27
资助　 国家自然科学基金(30070454)和苏州农业职业技术学院
院内科研基金。
*E-mail: hygfx@126.com, Tel: 0512-67232415-218
光对植物地上部分生长发育的影响已多有报
道(谭云和叶庆生2001)，但光对植物根系生长影
响的研究还很少。近几年有一些关于根向光性的
报道(Kiss等2003)，如拟南芥根的向光性与向重
性(Mullen等1998；Kiss等2002)，水稻根的负向
光性(顾蕴洁等2001)。现在，随着鲜花市场的开
发，水培花卉越来越受到人们的喜爱，原本在土
壤中生长的根也因培植花卉技术的改变而常处于光
照条件下生长，因此，光照对植物根系生长的影
响引起了人们的关注。我们曾研究过在定向光条
件下水培风信子根的生长情况，见到水培风信子
根的生长表现明显的负向光性，并且光强和光质
变化会对其负向光性生长产生影响(韩鹰等2005)。
那么，其它水培球根花卉是否也具有根的负向光
性呢？为此，本文在已有工作基础上，观察比较
了 3 种花卉根系在光照条件下的生长情况，以期
能为农业生产应用提供参考。
材料与方法
1 材料
材料为风信子(Hyacinthus orientalis L.)、郁
金香(Tulipa gesneriana L.)、水仙(Narcissus tazetta
var. chinensis Roem)。11月下旬，将风信子放置
在湿草木灰或砻糠灰上，温室内 5~10℃，黑暗
条件下催根10 d左右，待根生长至0.5 cm左右，
清洗干净，移栽至水培装置内。郁金香可在水培
盘中，冷藏室5~6℃，黑暗条件下催根10 d左右。
水仙可直接水养。
2 水培装置
将发根后的种球放置在适当瓶口的玻璃瓶
上，种球基部 5~ 6 m m 浸入水中，温度控制在
10~15℃。因为球根根系的生长养分主要来自种
球，所以在试验中不需在水培溶液中加入营养成
分。每 3 d 换 1 次水。
3 向光性观察
参照王忠等(2003)方法，将水培的种球置于
9个内壁涂黑纸箱内，每个箱内放3个水培种球，
根长至3 cm左右时开始光照处理。在纸箱的一侧
开圆孔，小孔正对着水培玻璃瓶，用20~60 W 聚
光灯对着小孔照射，在纸箱内形成单侧光照射环
信息与资料 Imformation and Data
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境。改变聚光灯的功率可以改变光强，设置 25、
40、60、80 mmol·m-2·s-1 4 种光强处理。在另外
5个纸箱的小孔处盖上滤光片可以改变光质(吸收
峰波长为 441.6、488、532、632、670 nm)，
光强约25 mmol·m-2·s-1。在水培玻璃瓶上套上黑色
塑料袋作暗处理对照。用塑料皮线套套住选定根
的根尖进行根尖遮光处理。在每种光照处理的 3
个种球中，分别选取 5 条根进行根尖处理，包括
去根尖、去根冠、根尖分开、根尖遮光进行跟
踪观察(在高倍解剖镜下进行切除根冠处理)。另
选 5 条根测定根长、根粗和根的弯曲角度，根数
为 3 个种球的平均数。
4 根生长记录
每天用直尺测量确定根的根长，用游标卡尺
测量根粗，用数码相机拍摄记录根生长弯曲情
况，在数码图像上测量根的生长倾斜角度。由于
种球根的生长本身具有一定的角度，所以我们用
根处理前的生长方向与处理后的生长方向之间的夹
角作为负向光性倾斜的角度(图1-a)。
实验结果
1 负向光性表现
光照处理3 d 后，随着根的伸长，可以观察
到风信子根的生长表现负向光性，1 周后负向光
性生长明显(图 1-a)。以后，随着根的伸长，负
向光性弯曲角度逐渐变小。而暗处理的根则无弯
曲生长的表现。此种负向光性的作用部位在根
冠。水仙处理 1 d 后即表现出负向光性生长，3
d后表现明显(图1-b)。而郁金香根系对向光性反
应较迟，1 周后才开始表现负向光性生长，2 周
后表现明显(图1-c)。此种负向光性的作用部位可
能在根冠(表 1)，由于郁金香的根很细，我们未
做此种观察。
此外，我们还将已出现负向光性的水培根进
行反向照光，3 d 后原来弯曲的根其角度逐渐扭
曲，1 周后呈现出另一方向的负向光性生长，根
出现“S”形状(图 2 )。
2 不同光强下的负向光性
图 3 显示，3 种球根的负向光性倾斜角度随
着光强的增大而增大，这种负向光性角度的增加
可能是根伸长受到抑制的结果(韩鹰等2005)。其
中，水仙的表现最显著，风信子次之，郁金香
根系变化不明显。
3 光质对负向光性的影响
在几种光波中，441.6 和 488 nm 的蓝光对3
表1 不同根尖处理的水培风信子和水仙球根的根系生长
处理 　　　　　　根生长情况
去根尖 只有少量伸长生长, 没有负向光性表现
去根冠 有垂直生长, 根冠修复后表现出负向光性
根尖分开 出现不规则扭曲生长, 没有负向光性表现
根尖遮光 没有负向性生长表现, 但在根尖伸出皮线
套2~3 mm 后, 表现出负向光性
图1 3种水培球根花卉光照处理后的根系弯曲生长
　　a：风信子处理后第8 天；b：水仙处理后第4 天; c：郁金
香处理后第 14 天。光强均为 80 mmol·m-2·s-1。
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图2 水培风信子根系反方向光照后的根系“S”形造型
等生长引起的，水稻、风信子、水仙等植物的
负向光性运动都发生在根尖，感受光的部位均在
根冠。但它们对光做出负向光性的反应却有很大
差异，水稻种子根只需 2 h，水仙需 1 d，风信
子需 3 d，郁金香需 7 d。这几种植物根的负向
光性反应均与红光无关，而显著地受蓝紫光的诱
导。已有研究表明，水稻根的负向性弯曲是由于
根尖两侧 IAA 含量分布不均等造成的，并推测根
冠中接受光的受体可能是蓝光/UV-A受体(钱善勤
等2004)，向光性的产生可能是细胞膜上的光受体
接受光信号后，进一步激发下游的信号转导，通
过调控生长素载体产生极性运输，使向光侧和背
光侧的IAA含量发生差异，形成负向光性(莫亿伟
等 2004)。目前，我们尚未证明球根根系的负向
光性是否与水稻的负向光性产生的原因一样，但
为何不同球根之间对光做出的反应有这样大的差
异，已引起了我们极大关注，根负向光性反应的
图3 光强对水培的根负向光性的影响
处理 1 周后观察。
图4 光质对水培根负向光性的影响
光强为25 mmol·m-2·s-1 处理 1周后观察。
种球根的负向光性诱导最明显，632和 670 nm的
红光对负向光性诱导均无效(图4)。在同样光质条
件下，水仙呈现出的负向光性最明显，郁金香最
不明显。
图5 经光照处理后根系的弯曲造型(上)
与未经处理的根系造型(下)
讨　　论
植物的向光性运动都是由于生长器官的不均
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机理有待于进一步研究。另一方面，根系是水培
花卉观赏价值的重要组成部分，我们可以利用根
系的负向光性原理，改进水培花卉的容器，比如
可以选用透明、瓶身较长的水培瓶，对根进行适
当的光照处理，特别是蓝光，使根形成弯曲造型
(图 5)，突出水栽花卉的观根特色，提高其观赏
价值和商品价值，这对水培花卉市场的开发可能
有潜在的应用价值。
参考文献
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