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铝胁迫下蓼属植物和饭豆根系有机酸分泌特性研究

尤江峰  
【摘要】:铝(Al)毒是酸性土壤上影响作物产量和植物生长的主要限制因子之一。筛选得到高抗Al的植物种类或品种,并进一步阐明植物的抗Al机制,是选育和通过生物技术手段创建适应酸性Al毒土壤上生长的植物的经济有效的手段。Al诱导植物根系分泌有机酸是迄今为止公认的一种最为重要的植物抗Al机制,但Al调控有机酸分泌的过程还没有完全明确。为深入理解Al调控有机酸分泌的过程,本文研究了三种蓼属植物(Polygonum)的抗Al程度与其生长地域土壤性质之间的关系,并从酸性土壤地区筛选得到一中度抗Al的作物一饭豆(Vigna umbellate [Thunb.]OhwiOhashi),继而以这几种植物为材料,从有机酸分泌在植物抗Al中的作用,有机酸分泌时间模式比较,共质体和质外体Al在诱导有机酸分泌中的作用以及金属元素镁(Mg)提高Al诱导有机酸分泌的机制等多方面研究了Al胁迫下蓼属植物和饭豆根系有机酸的分泌特性,结果概述如下: 1.蓼属植物的抗Al性比较及其抗Al机制 源自强酸性土壤上的萹蓄(Polygonum aviculare L)和酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L)具有特殊高抗Al性,而中性土壤上的本氏蓼(Polygonum bungeanum Turcz)对Al极敏感。三种野生蓼属植物的抗Al程度与其生长地域土壤的pH值及活性Al含量密切相关,因而得出土壤环境是寻找发现高抗Al植物的良好指示。Al胁迫下三种蓼属植物根系的草酸分泌量与其抗Al程度正相关,与根尖的Al含量负相关,当草酸的分泌受抑时,加重了根系受Al抑制的程度,所以Al诱导草酸的分泌是蓼属植物的重要抗Al机制。与同属蓼科的荞麦相比,抗Al的萹蓄和酸模叶蓼都不是Al累积植物,尽管它们的抗Al性分别高于及等同于荞麦,而它们的有机酸分泌量远远低于荞麦,可知,除Al诱导有机酸的分泌外,萹蓄和酸模叶蓼还拥有其它有待于进一步探明的抗Al机制。 2.萹蓄和饭豆在Al胁迫条件下有机酸分泌特性的比较


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