铝诱导柱花草和黑麦根系分泌有机酸及其调控机理的研究

摘要

该研究发现,5 μmol L<'-1>AlCl<,3>使紫花苜蓿根长抑制80.0％,铝处理后的根尖被铬天青(ER)明显染色,而柱花草经30μmol L<'-1>的AlCl<,3>处理后方观察到根尖明显染色的现象,根的伸长受抑制68.0%,表明柱花草抵御铝毒能力较强.采用高效液相色谱法对根系分泌物的分析发现,铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸,并且其分泌量随铝处理浓度(0、10、20、50μmol L<'-1>)和时间(6、12、18、24h)的增加而增加,表明铝诱导根系分泌柠檬酸是柱花草抵御铝毒害的重要机制.另一方面,虽然近年来越来越多研究报告在铝胁迫下根系分泌有机酸是一些耐铝植物抵御铝毒的主要机制,但是,至今人们对铝诱导根系分泌有机酸的机制的认识还非常有限.该研究以能够分泌柠檬酸与苹果酸的黑麦为对象,探讨铝诱导根系分泌有机酸的调控因子.在铝胁迫下黑麦根系分泌柠檬酸与苹果酸受阴离子通道抑制剂尼氟灭酸(NA)、苯甲酰甲醛(PG)的明显抑制;5 μmol L<'-1>的水杨酸(SA)显著促进铝诱导的柠檬酸的分泌而抑制苹果酸的分泌;Ca<'2+>通道抑制剂La<'3+>、异搏定(VP)也显著抑制有机酸的分泌,而K<'+>通道抑制剂CsCl<,2>、四乙基氯化铵(TEACl)对有机酸的分泌无显著抑制作用;250、500 μmol L<'-1>的Ca<'2+>专一性螯合剂EGTA显著抑制柠檬酸的分泌,而对苹果酸分泌无显著影响.这些结果暗示,阴离子通道参与铝诱导的黑麦根系分泌有机酸,SA和Ca<'2+>可能介导此分泌过程,而K<'+>对有机酸的分泌无直接调控作用.

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章绪论

1.1植物的铝毒及抵御机制

1.1.1铝及其毒性

1.1.2植物对铝毒的抵御及抵御机制

1.1.3有机酸在缓解铝毒上的作用

1.2本文的研究目的、意义和研究内容

1.3研究课题来源

第二章铝诱导根系分泌柠檬酸是柱花草抵御铝毒害的机制

2.1引言

2.1.1植物耐铝性鉴定

2.1.2铝诱导根系分泌有机酸是一些耐铝植物抵御铝毒的主要机制

2.1.3豆科牧草在农业生产中的作用

2.2材料与方法

2.2.1供试植物材料的准备

2.2.2根伸长率的测定及根尖的染色

2.2.3根系分泌的有机酸的收集、纯化与测定

2.2.4试验条件的控制及数据处理分析

2.3结果与分析

2.3.1紫花苜蓿对铝的敏感性

2.3.2柱花草的耐铝性

2.3.3铝诱导柱花草根系分泌柠檬酸

2.3.4柱花草根系分泌柠檬酸的特性

2.4讨论

2.4.1柱花草的耐铝性

2.4.2铝诱导根系分泌柠檬酸是柱花草抵御铝毒害的机制

第三章铝胁迫下黑麦根系分泌有机酸的调控机制的研究

3.1引言

3.1.1黑麦以第二种模式分泌有机酸

3.1.2阴离子通道在高等植物中的生理功能

3.1.3 SA是一种植物防御信号

3.1.4 Ca2+——植物体内重要的第二信使

3.1.5 K+在植物抵御逆境胁迫中的作用

3.2材料与方法

3.2.1供试植物材料的准备

3.2.2根系分泌的有机酸的收集、纯化与测定

3.3结果与分析

3.3.1在铝胁迫下黑麦根系分泌柠檬酸与苹果酸

3.3.2铝胁迫下黑麦根系分泌有机酸受阴离子通道抑制剂的抑制

3.3.3 SA对黑麦根系分泌有机酸的影响

3.3.4 Ca2+通道抑制剂对黑麦根系分泌有机酸的影响

3.3.5 Ca2+螯合剂对黑麦根系分泌有机酸的影响

3.3.6K+通道抑制剂对黑麦根系分泌有机酸的影响

3.4讨论

3.4.1阴离子通道参与黑麦根系分泌有机酸

3.4.2阴离子通道的调控因子

第四章总结

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文