植物對淹水(Flooding)的反應

植物對淹水(Flooding)的反應
台北市立建國中學生物科劉玉山老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

世界各地都有淹水的情況發生，若能更了解植物如何在淹水的情況下生長，將有助於我們解決生態及農業上的問題。
一般土壤體積的 30% 左右為土壤空隙，通常可維持15~20% 的 O2 濃度，足夠供應根的生長所需。

當植物遭逢淹水逆境時，植物根部附近的土壤空隙會充滿水分，土壤中有益微生物死亡，一些厭氣性微生物會行無氧呼吸，使得硫化氫、二價鐵、CO2 及 CH4 等還原性物質生成，造成土壤通氣性不良，引發根部吸水能力降低，植物發生營養失調或病蟲害感染。除少數水生植物外，淹水將對植物生長發育造成傷害。 植物在淹水下，會影響呼吸作用、光合作用、固氮作用、水分和無機鹽類的吸收，促進植物體內荷爾蒙如離層酸(abscisic acid，ABA)或乙烯含量的增加，以及脯胺酸(proline) 的累積。

一般而言，濕地作物如水稻、筊白筍、水蕹菜等具有很強的抗濕強。造成植物抗濕性較強的生理原因很多，主要是以增加不定根、通氣組織及改變代謝機制來適應淹水逆境。一般相信淹水時，會誘導乙烯的生成，根部皮層接受乙烯訊息，誘發其形成通氣組織。通氣組織(aerenchyma)是指有些植物其植株莖幹及根部成熟的皮層細胞會破裂，或細胞排列疏鬆細胞間隙變大，形成一些呈連續狀的細胞間隙，有利於地上部空氣運送至根部。

通氣組織被認為可幫助植物莖的生長，使植物在缺氧的情況下生存下來，如降低氧等其他氣體運送到植物的阻力；增加氧氣的儲存空間等。研究也發現，許多植物淹水後，植物生長受阻，乾物重減少，而根/莖比亦減少，然而植株會形成不定根，不定根之通氣組織也會增加。 抗濕植物也可能以不同的代謝途徑以適應淹水的環境，例如水稻的根部細胞有許多過氧化體分散於細胞質中，可進行乙醇酸代謝途徑(glycolate pathway)，過氧化體的過氧化酵素會將根部附近產生的還原性物質、芳香族化合物等氧化，產生大量的過氧化氫，過氧化氫再經催化酶分解成水與氧，以度過淹水的逆境。

參考資料： http://cec.npust.edu.tw/e-learning/agro … %B3%B9.pdf
http://140.112.88.1/seminar/article.php/1
http://www.bio.ncue.edu.tw/~polyamine/c … pade_6.htm