植物根鞘形成机理及其对养分吸收的影响

根鞘是由于根冠黏液粘结土壤颗粒在根表形成的土鞘。尽管植物根冠都能分泌黏液，但为什么只有禾本科单子叶植物能够形成根鞘？我们初步从玉米根尖黏液中分离获得了一种蛋白，它与申请人所在团队最近在水稻叶片中发现的硅结合蛋白有83%的相似性，这恰好能够解释为什么大多数禾本科植物既能在叶片中积累氧化硅，又能在根表形成根鞘；干旱时形成的根鞘体积是水分充足时的数倍。除了能够增加植物的抗旱能力，根鞘对其土壤中的养分有效性影响尚不清楚。本项目拟比较不同单、双子叶植物形成根鞘能力及根冠黏液组成的差异，阐明根冠粘液粘合土壤的原因，并研究根鞘对其土壤中养分有效性及植物吸收养分的影响，揭示根鞘形成的生态意义；在此基础上以玉米为材料，运用蛋白组学技术，免疫细胞化学方法和分子克隆等手段，探索黏液中蛋白质的提取和分离方法，研究这些蛋白在根鞘中的分布、功能、分子结构及其相关基因，从分子水平上阐明根鞘的形成机制。