Fraunhofer-Gesellschaft

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Scanning electron microscopy analysis of the aerenchyma in two rice cultivars

Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen am Aerenchym von zwei Reissorten
 
: Butterbach-Bahl, K.; Papen, H.; Rennenberg, H.

Phyton 40 (2000), Nr.1, S.43-55
ISSN: 0031-9457
Englisch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IFU; 2002 in Helmholtz-Gesellschaft integriert
Oryza sativa L.; aerenchyma; scanning electron microscopy; CH4-concentration; shoot-aerenchyma

Abstract
An zwei Reisvarietäten, die in vorangegangenen Freiland- und Labor-Untersuchungen Unterschiede in der Gastransportkapazität des Aerenchymsystems zeigten, wurden rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen zur Beschreibung der Anatomie und Konstruktion des Aerenchymsystems in verschiedenen Pflanzenabschnitten (Wurzel, Wurzel-Spross-Übergang, Blattscheide, Blattspreite, Halm) durchgeführt. Die Untersuchungen konzentrierten sich auf die Identifizierung a) von Restriktionen des Gastransports innerhalb des pflanzlichen Aerenchyms sowie b) morphologischer Voraussetzungen für den schon früher beobachteten Gasaustausch zwischen Boden und Aerenchym bzw. Boden und Atmosphäre. Es konnten keine signifikanten Unterschiede in der räumlichen Ausdehnung bzw. der Anatomie des Aerenchyms zwischen den beiden untersuchten Reisvarietäten nachgewiesen werden.CH4-Konzentrationsmessungen in verschiedenen Sproßabschnitten zeigten, dass die Emission von CH4 aus dem pflanzlichen Aerenchym in die Atmosphäre im wesentlichen über die Blattscheiden erfolgte. Als hauptsächlicher Restriktor des Gastransports im pflanzlichen Aerenchymsystem erwiesen sich Lagen parenchymatischer Zellen (Dicke ca. 40 - 50 µm) die zwischen Wurzelaerenchym und Aerechym des Sprosses gefunden wurden. In zukünftigen Arbeiten sollten die Eigenschaften dieses den Gasaustausch innerhalb der Pflanze modulierenden Gewebeabschnitts verstärkt untersucht werden.

 

The anatomy and construction of the aerenchyma of two different rice cultivars that differed in gas transport capacity through the aerenchyma was studied by scanning electron microscopy in different parts of the rice plants (root, root-shoot transition, leaf sheath, leaf blade, and stem), with special emphasis to limitations of gas transport within the plant and gas exchange between the aerenchyma and the soil or the aerenchyma and the atmosphere. Differences in the construction or aerial extend of the aerenchyma between the tow cultivars were not observed. Measurements of CH4-concentrations within the aerenchyma of the leaf sheaths and the internodes of the stem, as well as of the aerial extend of the aerenchyma indicate that CH4 is released from rice aerenchyma to the atmosphere mainly via the leaf sheet. Apparently, the parenchymous cell layer that seperates root and shoot aerenchyma provides the major resistance to gas transport within the rice plant. Further studies are required to identify features of this cell layer that mediate differences in gas transport resistance.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/B-67777.html