Published February 25, 2013
| Version v1
Publication
Open
Variation of the Linkage of Root Function with Root Branch Order
- 1. Peking University
- 2. Henan University
Description
Mounting evidence has shown strong linkage of root function with root branch order. However, it is not known whether this linkage is consistent in different species. Here, root anatomic traits of the first five branch order were examined in five species differing in plant phylogeny and growth form in tropical and subtropical forests of south China. In Paramichelia baillonii, one tree species in Magnoliaceae, the intact cortex as well as mycorrhizal colonization existed even in the fifth-order root suggesting the preservation of absorption function in the higher-order roots. In contrast, dramatic decreases of cortex thickness and mycorrhizal colonization were observed from lower- to higher-order roots in three other tree species, Cunninghamia lanceolata, Acacia auriculiformis and Gordonia axillaries, which indicate the loss of absorption function. In a fern, Dicranopteris dichotoma, there were several cortex layers with prominently thickened cell wall and no mycorrhizal colonization in the third- and fourth-order roots, also demonstrating the loss of absorptive function in higher-order roots. Cluster analysis using these anatomic traits showed a different classification of root branch order in P. baillonii from other four species. As for the conduit diameter-density relationship in higher-order roots, the mechanism underpinning this relationship in P. baillonii was different from that in other species. In lower-order roots, different patterns of coefficient of variance for conduit diameter and density provided further evidence for the two types of linkage of root function with root branch order. These linkages corresponding to two types of ephemeral root modules have important implication in the prediction of terrestrial carbon cycling, although we caution that this study was pseudo-replicated. Future studies by sampling more species can test the generality of these two types of linkage.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أظهرت الأدلة المتزايدة ارتباطًا قويًا بين وظيفة الجذر وترتيب فرع الجذر. ومع ذلك، ليس من المعروف ما إذا كانت هذه الصلة متسقة في الأنواع المختلفة. هنا، تم فحص السمات التشريحية الجذرية لترتيب الفروع الخمسة الأولى في خمسة أنواع مختلفة في تطور السلالات النباتية وشكل النمو في الغابات الاستوائية وشبه الاستوائية في جنوب الصين. في Paramichelia baillonii، كان هناك نوع واحد من الأشجار في ماغنوليا، القشرة السليمة وكذلك استعمار الفطريات الجذرية حتى في الجذر من الدرجة الخامسة مما يشير إلى الحفاظ على وظيفة الامتصاص في الجذور العليا. على النقيض من ذلك، لوحظ انخفاض كبير في سمك القشرة الدماغية والاستعمار الفطري الجذري من الجذور المنخفضة إلى الأعلى في ثلاثة أنواع أخرى من الأشجار، كانينغهاميا لانسولاتا، السنط الأذني الشكل وإبطيات غوردونيا، مما يشير إلى فقدان وظيفة الامتصاص. في السرخس، كان هناك العديد من الطبقات القشرية ذات جدار خلوي سميك بشكل بارز ولا يوجد استعمار فطري جذري في الجذور من الدرجة الثالثة والرابعة، مما يدل أيضًا على فقدان الوظيفة الاستيعابية في الجذور العليا. أظهر التحليل العنقودي باستخدام هذه السمات التشريحية تصنيفًا مختلفًا لترتيب فرع الجذر في P. baillonii عن الأنواع الأربعة الأخرى. أما بالنسبة لعلاقة قطر القناة وكثافتها في الجذور العليا، فإن الآلية التي تقوم عليها هذه العلاقة في P. baillonii كانت مختلفة عن تلك الموجودة في الأجناس الأخرى. في الجذور ذات الترتيب الأدنى، قدمت أنماط مختلفة من معامل التباين لقطر القناة وكثافتها مزيدًا من الأدلة على نوعين من الربط بين وظيفة الجذر وترتيب فرع الجذر. هذه الروابط المقابلة لنوعين من وحدات الجذر سريعة الزوال لها تأثير مهم في التنبؤ بدورة الكربون الأرضية، على الرغم من أننا نحذر من أن هذه الدراسة كانت زائفة. يمكن للدراسات المستقبلية عن طريق أخذ عينات من المزيد من الأنواع اختبار عمومية هذين النوعين من الروابط.Translated Description (French)
Des preuves de plus en plus nombreuses ont montré un lien étroit entre la fonction racinaire et l'ordre des branches racinaires. Cependant, on ne sait pas si ce lien est cohérent chez différentes espèces. Ici, les traits anatomiques racinaires du premier ordre de cinq branches ont été examinés chez cinq espèces différant par la phylogénie des plantes et la forme de croissance dans les forêts tropicales et subtropicales du sud de la Chine. Chez Paramichelia baillonii, une espèce d'arbre chez Magnoliaceae, le cortex intact ainsi que la colonisation mycorhizienne existaient même à la racine de cinquième ordre suggérant la préservation de la fonction d'absorption dans les racines d'ordre supérieur. En revanche, des diminutions spectaculaires de l'épaisseur du cortex et de la colonisation mycorhizienne ont été observées des racines d'ordre inférieur à supérieur chez trois autres espèces d'arbres, Cunninghamia lanceolata, Acacia auriculiformis et Gordonia axillaries, ce qui indique la perte de la fonction d'absorption. Chez une fougère, Dicranopteris dichotoma, il y avait plusieurs couches de cortex avec une paroi cellulaire nettement épaissie et aucune colonisation mycorhizienne dans les racines de troisième et quatrième ordre, démontrant également la perte de la fonction d'absorption dans les racines d'ordre supérieur. L'analyse des grappes utilisant ces traits anatomiques a montré une classification différente de l'ordre des branches racinaires chez P. baillonii par rapport aux quatre autres espèces. Quant à la relation diamètre-densité du conduit dans les racines d'ordre supérieur, le mécanisme qui sous-tend cette relation chez P. baillonii était différent de celui des autres espèces. Dans les racines d'ordre inférieur, différents modèles de coefficient de variance pour le diamètre et la densité du conduit ont fourni des preuves supplémentaires pour les deux types de liaison de la fonction racinaire avec l'ordre des branches racinaires. Ces liens correspondant à deux types de modules racinaires éphémères ont une implication importante dans la prédiction du cycle du carbone terrestre, bien que nous mettions en garde que cette étude était pseudo-répliquée. Des études futures en échantillonnant plus d'espèces peuvent tester la généralité de ces deux types de liens.Translated Description (Spanish)
La creciente evidencia ha demostrado una fuerte vinculación de la función raíz con el orden de las ramas raíz. Sin embargo, no se sabe si este vínculo es consistente en diferentes especies. Aquí, se examinaron los rasgos anatómicos de las raíces del primer orden de cinco ramas en cinco especies que difieren en la filogenia y la forma de crecimiento de las plantas en los bosques tropicales y subtropicales del sur de China. En Paramichelia baillonii, una especie de árbol en Magnoliaceae, la corteza intacta y la colonización micorrízica existían incluso en la raíz de quinto orden, lo que sugiere que se conserva la función de absorción en las raíces de orden superior. Por el contrario, se observaron disminuciones dramáticas del grosor de la corteza y la colonización micorrízica de raíces de orden inferior a superior en otras tres especies de árboles, Cunninghamia lanceolata, Acacia auriculiformis y Gordonia axillaries, lo que indica la pérdida de la función de absorción. En un helecho, Dicranopteris dichotoma, había varias capas de corteza con pared celular prominentemente engrosada y sin colonización micorrízica en las raíces de tercer y cuarto orden, lo que también demuestra la pérdida de la función de absorción en las raíces de orden superior. El análisis de grupos utilizando estos rasgos anatómicos mostró una clasificación diferente del orden de las ramas radiculares en P. baillonii de otras cuatro especies. En cuanto a la relación diámetro-densidad del conducto en raíces de orden superior, el mecanismo que sustenta esta relación en P. baillonii fue diferente al de otras especies. En las raíces de orden inferior, diferentes patrones de coeficiente de varianza para el diámetro y la densidad del conducto proporcionaron evidencia adicional de los dos tipos de vinculación de la función de la raíz con el orden de la rama de la raíz. Estos vínculos correspondientes a dos tipos de módulos de raíz efímeros tienen una implicación importante en la predicción del ciclo del carbono terrestre, aunque advertimos que este estudio fue pseudo-replicado. Los estudios futuros mediante el muestreo de más especies pueden probar la generalidad de estos dos tipos de vinculación.Files
journal.pone.0057153&type=printable.pdf
Files
(625.7 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f6469d14a917b477ba9be79f4a552ca6
|
625.7 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تغيير ربط وظيفة الجذر بترتيب فرع الجذر
- Translated title (French)
- Variation de la liaison de la fonction racine avec l'ordre de branche racine
- Translated title (Spanish)
- Variación de la vinculación de la función raíz con el orden de la rama raíz
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2069760915
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0057153
References
- https://openalex.org/W1555810258
- https://openalex.org/W1558285272
- https://openalex.org/W1883645694
- https://openalex.org/W1966250651
- https://openalex.org/W1983199443
- https://openalex.org/W1989187173
- https://openalex.org/W1994473292
- https://openalex.org/W2017808690
- https://openalex.org/W2018079731
- https://openalex.org/W2020448392
- https://openalex.org/W2028926494
- https://openalex.org/W2038198219
- https://openalex.org/W2041661378
- https://openalex.org/W2048915031
- https://openalex.org/W2071655760
- https://openalex.org/W2077980322
- https://openalex.org/W2095896134
- https://openalex.org/W2096212927
- https://openalex.org/W2096567926
- https://openalex.org/W2100201164
- https://openalex.org/W2101689010
- https://openalex.org/W2106195983
- https://openalex.org/W2112124443
- https://openalex.org/W2113586888
- https://openalex.org/W2113681449
- https://openalex.org/W2121642116
- https://openalex.org/W2134062845
- https://openalex.org/W2134994951
- https://openalex.org/W2137042146
- https://openalex.org/W2138889011
- https://openalex.org/W2142191074
- https://openalex.org/W2144560650
- https://openalex.org/W2145334330
- https://openalex.org/W2150830640
- https://openalex.org/W2151031839
- https://openalex.org/W2152764989
- https://openalex.org/W2155002710
- https://openalex.org/W2157862055
- https://openalex.org/W2158155342
- https://openalex.org/W2161719968
- https://openalex.org/W2161761696
- https://openalex.org/W2163789327
- https://openalex.org/W2166711117
- https://openalex.org/W2169651581
- https://openalex.org/W2192379903
- https://openalex.org/W2324577572
- https://openalex.org/W2334972509
- https://openalex.org/W2390366394