摘要
酸性矿土在加剧矿山重金属污染的同时，也对植物修复技术提出了新的挑战，因此给生态修复带来了巨大的阻力。大叶相思是是含羞草科金合欢属速生乔木，可在酸性矿土存活，在石英砂加酸性营养液基质中其根表覆铁氧化物胶膜。本试验通过强酸胁迫实验，以大叶相思根表有无铁膜的样本为实验材料，揭示根表铁膜是否有助于提高大叶相思耐强酸胁迫的能力，并初步探讨其作用机理。试验设置有铁膜和无铁膜两个样本组，同时设置3个酸度梯度，即pH2.0、pH3.0和pH4.5开始酸胁迫处理。一周后开始测定光响应曲线和叶绿素荧光参数，之后采样测定丙二醛(malondialdehyde，MDA)、过氧化氢（H2O2）含量，并利用高通量转录组测序分析砂培组和水培组大叶相思在酸胁迫下的差异表达基因。研究结果表明：（1）在石英砂加营养液基质中培养30天后，砂培处理组的铁膜含量显著提高，铁膜含量且随着pH的降低而减少。水培组内铁膜含量随着pH的降低无明显变化。（2）H2O2含量随着酸处理pH的下降而升高，砂培组内的H2O2含量显著小于水培组。pH2.0和pH3.0酸处理下砂培组内MDA含量无显著差异，且小于同梯度处理下的水培组的MDA含量。（3）随着酸胁迫强度的增加，大叶相思净光合速率和光饱和点呈下降趋势。同个酸梯度处理下，砂培组的大叶相思的净光合速率和光饱和点明显高于水培组。（4）酸胁迫显著影响大叶相思的OJIP曲线，荧光参数也有显著改变。同梯度酸处理下，水培组的Fv/Fm值小于砂培组。说明在酸胁迫下，砂培组的大叶相思幼苗光系统Ⅱ受到的损伤较小。（5）转录组测序结果表明：酸胁迫下，水培组的大叶相思在编码捕光复合体、卡尔文循环、光系统的表达差异基因下调，砂培组的表达差异基因既有上调，也有下调。综合各项指标，砂培组的大叶相思在光合能力方面与水培有显著差异，表明根表覆有铁膜的砂培组大叶相思有着更高的耐酸性。此研究为探究大叶相思耐酸的生理机制与基因调控和进行耐酸性状改良奠定基础，为我国强酸性矿土修复提供新的思路和理论依据，并为酸性土壤改良提供参考。
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