Avkänningsmekanismer:
1. Låga syrenivåer :Rötter upptäcker minskningen av syrekoncentrationen i marken, vilket är en primär signal för översvämningsstress. Denna avkänning förmedlas av specialiserade proteiner och receptorer som finns i rotcellerna.
2. Etenproduktion :Översvämning utlöser en snabb ökning av produktionen av det gasformiga hormonet eten i rötter. Eten fungerar som en signalmolekyl som initierar och koordinerar olika översvämningskänsliga processer.
3. Reactive Oxygen Species (ROS) :Översvämning leder också till generering av ROS, såsom väteperoxid och superoxid, i rötter. Dessa ROS är involverade i signalvägar som reglerar översvämningsinducerade svar.
4. Förändringar i rotanatomin :Rötter kan uppvisa anatomiska anpassningar, såsom bildandet av oavsiktliga rötter, aerenkym (luftfyllda vävnader) och linser, för att underlätta syretransport och gasutbyte under översvämmade förhållanden.
Fysiologiska och biokemiska svar:
1. Metaboliska justeringar :Rötter kan byta till anaerob metabolism för att överleva under syrefattiga förhållanden. De ökar produktionen av enzymer involverade i jäsningsprocesser, såsom alkoholdehydrogenas och laktatdehydrogenas, för att generera energi utan användning av syre.
2. Förbättrat antioxidantförsvar :För att motverka de skadliga effekterna av ROS som produceras under översvämningsstress, ökar rötter produktionen av antioxidantenzymer som superoxiddismutas (SOD), katalas (CAT) och askorbatperoxidas (APX). Dessa enzymer rensar och avgiftar ROS och skyddar cellulära komponenter från skador.
3. Ökad absorption av näringsämnen :Rötter kan uppvisa ökat upptag av vissa näringsämnen, särskilt järn och mangan, som blir mer lösliga och tillgängliga under översvämmade förhållanden. Denna anpassning hjälper till att upprätthålla cellulär homeostas och stöder metaboliska processer.
4. Ändringar av genuttryck :Översvämning inducerar förändringar i genuttrycksprofiler i rötter, vilket leder till aktivering av översvämningskänsliga gener. Dessa gener kodar för proteiner involverade i syreavkänning, stressrespons, metabolisk reglering och rotanatomiska anpassningar.
5. Tillväxthämning :Långvarig översvämning kan hämma rottillväxt och utveckling. Bristen på syre- och energibegränsningar begränsar celldelning och expansion, vilket resulterar i hämmad rottillväxt.
Utvecklingssvar:
1. Otillfällig rotbildning :Som svar på översvämning kan växter producera oavsiktliga rötter från stjälkar eller befintliga rötter. Dessa oväntade rötter dyker upp ovanför den vattendränkta jorden, vilket gör att växten får tillgång till syre från atmosfären.
2. Skjutförlängning :Vissa växter reagerar på översvämningar genom att främja skottförlängning, vilket hjälper till att lyfta löv och reproduktiva strukturer över vattennivån, förbättra gasutbytet och minska vävnadsnedsänkningen.
3. Lövålderhet :Under svåra översvämningsförhållanden kan växter initiera för tidig åldrande av äldre löv för att minska vattenförlusten och spara resurser samtidigt som de fokuserar på överlevnaden av yngre vävnader.
Växtrötters svar på jordöversvämningar är komplexa och involverar en kombination av avkänningsmekanismer, fysiologiska och biokemiska anpassningar och utvecklingsförändringar. Dessa reaktioner gör det möjligt för växter att tolerera eller anpassa sig till översvämningsstress och förbättra sina chanser att överleva i utmanande vattendränkta miljöer.
