1. 研究目的与意义
池杉是一种耐水性很强的树种，是重要的湿地林建群种，它也是我国南方地区低湿地的主要绿化树种。池杉之所以具有很强的耐水性，与其根系发达、根茎部膨大生长、能够产生膝根和气生根等特征相关。本研究的目的是要明确池杉膝根的形成条件，并探究膝根的生理生态功能。为探明池杉膝根的形成规律和生理生态学功能提供参考。
2. 国内外研究现状分析
池杉膝根是池杉在水湿条件下产生的一种呼吸根。池杉之所以有较强的耐水性，与其在缺氧环境中能形成气生根和膝根、树干基部膨大和根系容重降低等有利于改善根系通气条件的生态适应机制密切相关。关于淹水胁迫和厌氧环境对植物的代谢以及生长发育的影响，已有很多研究。但关于膝根的形成条件及功能等问题尚不清楚。
国内外的研究发现，湿地植物根系的形态变化是其适应淹水环境的重要表现。湿地植物的根通过形成大量通气组织来适应湿地的特殊环境，被认为是植物应对淹水缺氧条件的主要机制。当湿地植物处于淹水环境中，其体内各种植物激素会对淹水作出响应，如：淹水可引起植物体内乙烯水平明显提高，而乙烯大量合成可以刺激通气组织的发生和发展，刺激不定根生成和皮孔增生。通气组织是植物对耐渍、避缺氧的特征表达，不仅为植物提供体内的氧气运输通路，而且还能减少好氧细胞的数目。通气组织形成的机制，目前公认的是由于在水涝胁迫下皮层细胞中乙烯过多，纤维素酶合成和活性增大导致皮层细胞程序化死亡的结果。通气组织的形成受到乙烯的调节，大量实验证明，乙烯是通气组织形成过程中的信号物质，其浓度变化引起级联反应，诱导细胞死亡。
研究人员通过对红树林的研究发现，在淹水缺氧环境中，耐水种类的超氧化物歧化酶活性明显增加，这有助于植物抵抗淹水环境带来的膜脂过氧化的伤害。在厌氧条件下，红树植物根系发达的通气组织能够把氧气从植株的地上部分运送到根部，保障缺氧条件下正常的生理活动。淹水会减缓植物生长，促进根系分蘗、不定根增生和根系气腔形成。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：①膝根的分布规律和形成因素；
②对不同发育阶段的膝根进行解剖分析；③调查膝根的呼吸特性。
计划：① 2011年12月初确定课题，前期资料收集；② 2012年1月2月阅读文献，完成开题报告；③ 2012年3月4月通过野外调查，研究其根系对淹水缺氧的适应机制，重点研究池杉形成膝根的生理机制及其功能，采集实验数据；④ 2012年5月实验数据的处理与结果分析；⑤ 2012年5月撰写论文和答辩。4. 研究创新点
①本项目以典型的耐水树种池杉为对象，通过野外调查，研究其根系对淹水缺氧的适应机制；②重点研究池杉形成膝根的生理机制及其功能，为今后的研究提供依据。
