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磷素是植物生长过程中所必需的营养元素,它参与植物多个生理和能量代谢过程,还在植物体内信号转导及蛋白活性调节方面起重要作用。由于磷素的低利用率,植物经常在自然环境中遭遇低磷胁迫。很多植物从生理、形态方面产生一些适应性表型来对抗低磷胁迫。其中最为重要的一项即根系构型变化。本文采用溶液培养的方法,着重研究了低磷胁迫下熊猫豆侧根增多与根系中生长素水平及其合成代谢之间的关系。获得如下结果:1.低磷下熊猫豆根系构型改变是生长素(IAA)介导的结果:低磷胁迫下,熊猫豆根系构型产生显著变化,主要体现为一级侧根的增多。外源IAA能够显著增加熊猫豆侧根数量,但并不能完全模拟低磷胁迫所诱导的根系构型。生长素极性运输抑制剂(TIBA)严重抑制根系生长,使根长度极度缩短,并导致根系中IAA浓度水平的下降。说明IAA是侧根发生的必要条件,且在一定浓度范围内可以增加侧根发生数量。2.低磷胁迫下IAA调节自身的代谢水平,并在根构型建成过程中起重要作用:低磷胁迫和外源IAA都可以上调熊猫豆幼苗根组织中生长素代谢相关酶(IAAO、POD)活力,而TIBA则逆转了低磷胁迫下本应升高的IAAO、POD酶活性,说明根组织中IAA浓度可以调节自身的代谢强度。另外,IAAO和POD的活性在处理期间表现出明显的规律性,说明其活性不单由IAA浓度所决定,还与侧根发生进程相关。3.低磷胁迫下熊猫豆幼苗根系中IAA浓度上升,其原因除了IAA极性运输外,还与IAA合成相关:低磷胁迫下,植株总Zn含量显著高于正常供磷处理植株。说明,低磷胁迫升高了植株Zn吸收能力。对于Zn的分布,低磷环境下,根中Zn浓度水平上升,而茎中的Zn浓度水平则显著下降,说明低磷胁迫还会调动茎中的Zn运输至根,以满足IAA的合成需求。生长介质磷水平显著影响了熊猫豆根、茎、叶不同器官中色氨酸含量,低磷胁迫显著升高了熊猫豆根、茎中色氨酸浓度水平,说明低磷胁迫下根中IAA不仅来源于地上部至根的极性运输,根系自身应该也具有合成IAA的能力。本文结果表明,熊猫豆通过调节生长素合成及其代谢强度来影响根组织中IAA浓度水平,进而调整根构型来对抗并适应低磷胁迫。