一种芹菜根系向水性生长新的诱导方式的确定方

本发明涉及一种芹菜根系向水性生长新的诱导方式的确定方法，属于植物对干旱胁迫的适应领域以及生态学中行为生态学领域。背景技术：1、水是植物生长和发育过程中不可或缺的生态因子，它参与植物光合作用、物质运输和蛋白质合成等多个生理生化过程。然而，在植物的生长过程中，干旱胁迫时常发生，因此，很多植物分别从形态、生理和行为等单个或多个方面演化出众多不同的适应机制，以应对干旱胁迫带来的生存压力。在众多的适应机制中，植物根系向水性生长则是其中的一种，其通常定义为即植物可通过根尖感知其周围土壤水分含量的差异，从而诱导根系向水分含量较高的区域生长，以便吸收更多的水分。即植物是通过根尖感知其周围生长介质中水分含量的差异。目前尚未见到植物其他部位可感知周围水分含量差异而诱导根系向水性生长的报道。鉴于植物对干旱胁迫适应机制具有多样性，我们提出如下疑问：处于一定程度干旱胁迫下的植物，如果在其一侧放置一独立的开放水体，其地上部分是否可感知该水体的存在，并诱导其根系向独立水体的方向生长，即是否出现具有本质差别的另一“根系向水性”现象？为此，本发明以芹菜为材料，提供一种判定其是否具有该类“根系向水性”的方法。之所以选择芹菜，是因为该植物是须根系蔬菜，且其大量须根常均匀分布于植株周围的较浅土层，便于探究该类“根系向水性”现象的存在与否。即本发明提供一种方法，确定处于一定干旱胁迫状态下的芹菜可否通过地上部分感知一侧独立开放水体的存在，进而促使其根系向独立水体方向生长。技术实现思路1、本发明涉及一种芹菜根系向水性生长新的诱导方式的确定方法，该发明不仅是对植物向水性性研究的理念新探索和内容新拓展，而且对园艺生产中的壮苗培育和根系定向调控具有指导意义。为实现以上目的，本发明主要采取以下步骤；2、(1)将从菜园地挖取的菜园土与市场上购买的草炭基质按照1：1(体积比)充分混匀后堆放静置，作为后期的栽培介质；静置4-5天后，利用称重法，通过喷洒清水将栽培介质的相对含水量调节至35％左右(芹菜生长在该含水量的栽培介质中，虽可正常生长，但已承受一定程度的干旱胁迫)；然后，取10-15只规格为1l洗净的三角烧瓶内，装满栽培介质后压实并封口，以备瓶栽芹菜。3、(2)芹菜播种育苗，待幼苗长出5片真叶时，取长势一致的若干幼苗，分别栽植于每只三角烧瓶瓶口的中心位置，每瓶1株，喷水至叶片有水滴形成即可；消除光照对根系分布的影响；然后，将瓶栽芹菜放置阴凉处缓苗3-4天。期间准备2-3只呈长方体的无盖硬质塑料水槽，盛满水，作为独立开放水体备用。4、(3)缓苗后的瓶栽芹菜移至人工气候室内栽培架上培养，先将瓶栽芹菜排成两行，其中，每行三角烧瓶的底部相连靠紧，行距(即两行中相对的两个三角烧瓶底部的距离)为以上独立水槽的宽度。然后，将装满水的塑料水槽(独立开放水体)置于两行瓶栽芹菜之间，通过调整水槽下垫物的高度，确保水槽内的水面与三角烧瓶瓶口基本持平(图1)。将靠紧水槽一侧三角烧瓶的侧壁称为近水侧，相反一侧的侧壁则称为远水侧。培养期间，人工气候室的温度和光照分别设置为：温度为25/20℃(日/夜)、光照强度为500-600μmol·m-2·s-1、光照周期为10/14h(光照/黑暗)，期间不进行灌溉和施肥。5、(4)芹菜培养约2个月后，剥去三角烧瓶侧壁的锡纸，可直观发现芹菜根系在近、远水两侧分布量的差异；为定量化表征这种差异，本方法提出了可视根段总长指标，即分布于侧壁、视觉可见、可利用imagej图像分析软件识别、处理和定量测算的所有根段的长度总和。其中的imagej是一款基于java的图像处理软件，是由美国国立卫生研究院(nationalinstitutes of health,nih)开发的一款功能强大的图像处理软件。6、(5)基于imagej软件分析测算的三角烧瓶中每株芹菜分布于近、远两侧的可视根段总长，比较每株芹菜在两侧可视根段总长的差异，并进一步利用配对样本t-检验进行差异显著性分析。如果两侧可视根段总长间差异显著，表明芹菜可通过地上部分感知一侧独立开放水体的存在，并诱导其根系向水体方向生长；如果差异不显著，表明芹菜并未通过地上部分感知一侧独立开放水体的存在，进而诱导其根系向水体方向生长。因此，芹菜是否具有一种新的诱导其根系向水性生长的方式便可确定。7、依照本发明公布的方法，本技术主要优点如下：一方面，目前关于植物向水性研究主要集中于：研究植物根尖通过感知其周围土壤水分差异并诱导其根系向含水量较高区域弯曲生长的现象及其内在驱动机制，因此，研究者们普遍认为植物根系甚至根尖才是唯一感知水分进而诱导其向水生长的器官，而本发明公布的方法则是以芹菜为模式植物，提供了一种探究植物地上部分能否感知其一侧独立开放水体的存在，进而诱导其根系向独立开放水体方向生长，这是对植物向水性性研究的理念新探索和内容新拓展；另一方面，该发明提出的现象如得以确定，则对园艺生产中的壮苗培育和根系定向调控具有指导意义。技术特征：1.一种芹菜根系向水性生长新的诱导方式的确定方法，其特征在于按照下述步骤进行：技术总结本发明公开了一种芹菜根系向水性生长新的诱导方式的确定方法，属于植物对干旱胁迫适应机制探究领域。通过一定干旱胁迫的瓶栽芹菜设置，将其一侧放置一独立开放水体，培养一段时间后，利用ImageJ图像分析软件，分别测算和比较每株芹菜近、远水侧可视根段总长的差异，并利用配对样本t‑检验进行差异显著性分析。根据差异性结果，明确芹菜是否可通过地上部分感知一侧独立开放水体的存在并诱导其根系向该水体方向生长，从而进一步确定芹菜根系向水性生长是否存在新的一种诱导方式。本发明简便易行，数据精准，结论可靠，不仅是对植物向水性性研究的理念新探索和内容新拓展，而且对园艺生产中的壮苗培育和根系定向调控具有指导意义。技术研发人员：付为国,温凯渊,孔潇,刘振受保护的技术使用者：江苏大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16