铝毒影响植物幼苗生长的生理生化及其激素和硼的缓解作用研究

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中文摘要：铝(Al)毒是酸性土壤中限制作物产量的主要因素。本文应用植物生理生化的方法，研究了油菜素内酯(BL)对酸铝胁迫下绿豆幼苗生长的影响，从形态和生理生化水平探讨了BL在缓解Al毒害中的作用及可能的机理；另一方面，设计了单营养液培养体系和短期处理(0-24h)，利用元素分析技术，初步作出了铝在根系中的动态累积模型、对钙(Ca)吸收转运的影响并探讨了铝毒的可能机理；此外，就硼(B)在铝胁迫下对其他营养元素的影响及其可能的缓解机制进行了探讨。油菜素内酯(BL)已知在抗逆(生物和非生物)反应中有较好的保护作用，可引起一系列复杂的生理效应。但是Al毒环境中BL的作用却鲜见报道。实验研究了酸铝胁迫下BL(浓度为10-7μg/mL，10-5μg/mL，10-3μg/mL，10-1μg/mL)与Al(0，2，5mM)在植物生长中的交互作用。结果表明，BL对铝毒有一定的缓解效果；与Al之间有显著的交互作用。BL能显著增加高铝毒胁迫幼苗的株高，提高叶绿素含量，部分降低可溶蛋白的含量，降低游离脯氨酸含量。BL促进形态、生理生长及缓解铝毒害方面最适合的浓度各不相同。综合看来，缓解铝毒害尤其是高铝胁迫时，10-3～10-1μg/mL的BL较为有效。不同时间铝胁迫对绿豆幼苗Al的吸收、转运和对其他离子的影响研究中发现，6-8h的Al处理是根系积累Al最多的时段，且0-6h阶段的吸收基本呈线型；12h后维持相对稳定的水平。Al运输到地上部需要2-4h，而转运到叶片需12h左右。受铝胁迫后，根系钙含量2h内大幅度降低，表明Ca的吸收受到严重影响；钙的转运比较有趣，也是一个动态的过程，茎叶受到影响有些滞后，而叶片则存3在一个下降期(0-6h)、过渡期(6-12h)和逐步恢复期(12-24h)。我们推断，铝通过几方面的作用：Al的快速富集、钙的降低、Ca离子通道被占据或阻断以及信号转导途径受阻，短期内几乎使植物未来得及作出相关的反应就严重抑制其生长。硼(B)既不能排阻植物吸收铝，又使Ca的吸收降低，然而根系磷(P)含量的增加可能暗示了P在抗/耐铝机制上具有某些特定的作用。推测Al毒胁迫下硼可以刺激植物向根系运输P形成磷酸铝沉淀以对抗铝的毒害。由此可知，B缓解铝毒的机制除其本身满足植物生长所需之外，而且还影响了其他营养的供给和转运。

作者：

包冬萍

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关键词：

铝毒铝胁迫植物幼苗生长油菜素内酯硼抗铝毒

授予学位：

硕士

学科专业：

植物学

导师：

杨永华

学位年度：

2003

学位授予单位：

南京大学

语种：

中文

中图分类号：