UV-B辐射对洋葱根系发育的影响 UV-B

时间：2019-05-16 03:27:44　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　UV-B强度的变化对蔬菜的形态特征、生长发育、物质代谢、生物产量和品质等诸多方面产生较大影响。UV—B增强对蔬菜的形态学影响主要包括使植株矮化、株形缩小，抑制根、茎、叶的生长和干物质的积累，推迟作物生长发育进程等。大气臭氧层的破坏造成了地面太阳紫外线辐射的增加，而紫外线辐射的增加造成人类和动物发病率上升，同时严重影响农业生产。因此，国际学术界对此进行了广泛的研究。洋葱不仅味道鲜美，而且营养丰富。其富含糖类、蛋白质、纤维素、维生素、微量元素，此外还含有硫醇、各种二硫化物、三硫化物、二烯丙基硫醚、硫化亚磺酸盐和少量柠檬酸盐、苹果酸盐等；鳞茎中还有桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸、原儿茶酸、多糖及各种槲皮素、葡萄糖甙、甲磺丁脲、胸嘧啶和氨基酸等，是一种营养价值很高的蔬菜，除作为食物以外，洋葱还具有杀菌、利尿、祛痰、降血压、降血脂、抗癌、抗衰老等医疗保健价值。因此，研究UV-B辐射对洋葱根系发育的影响具有一定的意义。
　　重点研究的关键问题及解决思路
　　本实验主要研究洋葱根系发育情况，第一个主要是肉眼观察根的外观生长情况，即根的数量，长度，直径等，第二个利用显微镜，观察根尖分生组织细胞有丝分裂、根系微管系统的发育等情况。
　　试验中主要设备、仪器、材料及药品
　　主要设备及仪器
　　烧杯（若干），紫外线仪器，照相机，显微镜，刀，载玻片，盖玻片，恒温水浴锅，镊子，吸管，等。
　　主要试验材料及药品
　　蒸馏水，洋葱，酒精-冰醋酸固定液，FFA固定液，1mol/L HCl，结晶紫溶液，醋酸等。
　　试验过程
　　选取大小基本一样的洋葱若干个→ 去老根 → 将若干个烧杯装近满的水 → 将洋葱分别搁置烧杯口→ 在不同UV-B辐射强度下放置，并设对照组 → 每天观察根的生长情况，并拍照 → 根长成熟后，取根→制片→显微镜下观察，并拍照→分析结果，得出结论
　　试验结果与分析
　　UV-B辐射增强对洋葱根系形态的影响
　　植物根系的形态与分布特征是根系吸收功能和吸收效率的重要因素之一。在环境胁迫条件下，植物对环境变化最直接的表现就是生长和形态上的变化。从实验中可以看出，UV-B辐射增强对洋葱根系形态具有较大的影响，对照组洋葱根系主根垂直，侧根均匀分布，根系长度大于UV-B辐射处理组。UV-B辐射处理组的洋葱根系已经有所变化，主根弯曲，根直径与对照相比变小，侧根减少，有些侧根有向主根发展的趋势，侧根分布不均匀，根的数量明显减少。
　　UV-B辐射增强对洋葱整个根系特征参数的影响
　　研究整个根系常用的参数有根长、根表面积、根平均直径、根体积和根体积长度等。研究表明了不同处理的整根特征参数。整根的各项参数都随辐射剂量的不同而不同，不同处理之间存在一定差异， UV-B辐射处理组的洋葱根系比洋葱根系的根长、根表面积、根平均直径、根体积和根密度都有所减小。可见UV-B辐射强度越大对洋葱根系各个特征参数的影响就越大，这说明，在大田群体条件下，植株地下部分并未受UV-B的直接影响，但洋葱根系的有机营养由地上部分供应，由于地上部分受UV-B直接照射，光合作用受到抑制，供给根系的营养减少，导致根系生长量下降。
　　讨论
　　生物量是环境胁迫对植物生长影响的集中体现。尽管太阳光不能大量地穿透进土壤中，但是植物根系的生物量和形态受到的影响不小于植物地上部分。在植物体中，根系是一个非常重要的部分，研究表明，植物通过光合作用固定的同化物有20%～50%运送到地下，通过根系分泌及死亡输入土壤。根际环境在一定程度上将影响植物的地上部分生长。实验结果表明，UV-B辐射增强对洋葱根系整根特征参数根长、根表面积、根平均直径、根体积和根体积长度产生不同程度的影响，UV-B辐射强度越大对其影响就越大，。由于UV-B辐射抑制了洋葱地上部分生长，降低了植物的光合作用，从而减少了洋葱向根系运输的光合产物，导致根系生长量下降。
　　根系强大包含两个方面:一是指根系的量，即根干重的大小、根条数等;二是指根系的质量即根系的活力，根系在土层中的分布状况等。一般来讲，单株根干重大，活力强，下扎深、多，衰减缓慢则是农作物高产的生物基础。因此，UV-B辐射最终将会导致农作物产量的降低。实验研究结果与以上结论一致，根系和地上部是一个有机的整体，根系生长特性与地上部叶片光合作用、农作物植株生长发育有很大的相关性，UV-B辐射增强对农作物地上部和根系的影响将最终影响农作物生物量。
　　（作者单位：长江大学生命科学学院）

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