铝逆境下植物根系有机酸的分泌及其解铝毒机理

铝元素是限制酸性土壤中作物产量的一个重要因子,本文根据铝逆境下植物根系有机酸的分泌及其解铝毒机理研究现状,详细地论述了铝逆境下植物有机酸的分泌方式及其解铝毒机理,并对铝胁迫下植物根系分泌的有机酸种类及调控其分泌的主要因素等做了介绍,提出了铝逆境下植物有机酸解铝毒的研究方向。     

铝胁迫对芝麻根系分泌物的影响

以2个芝麻品种( 豫芝8号和赣芝5号)为试验材料,用沙培方法研究了不同浓度铝处理后芝麻根系分泌物的变化.通过研究铝对芝麻电解质外渗率、根系分泌氨基酸和糖的影响,探讨了铝胁迫下植物根系的生理反应.结果表明,在铝胁迫条件下,芝麻根系电解质外渗率、氨基酸的分泌量和糖类的泌出量随铝离子浓度的升高而增加,且豫芝8号表现出对铝更强的敏感性.铝胁迫使芝麻根系分泌物的种类和浓度发生改变,与其缓解铝毒害相关.     

植物激素对铝毒胁迫反应调控的研究进展

铝是地壳中含量最丰富的金属元素,土壤酸化会导致其中铝的溶解度大幅增加,产生大量对植物有毒害作用的离子态 Al3+,抑制根系生长,对养分吸收及众多生理生化代谢过程都会产生影响,进而降低作物产量。铝毒胁迫已经成为占全球耕地面积 40% 酸性土壤中作物生长的最主要限制因子。植物激素是调控植物应对各种环境胁迫反应的关键内源因子,对植物提升抗逆性和应对胁迫适应性生长、生存至关重要。脱落酸、生长素、乙烯、细胞分裂素和茉莉酸等主要植物激素在调控植物应对铝毒胁迫反应过程中发挥重要作用。大量研究表明,植物激素还可以通过调控细胞壁修饰酶活性、活性氧代谢和有机酸分泌来提升植物对铝毒胁迫的适应性。此外,不同植物激素信号间也存在复杂的交互作用,共同介导和调控植物应对铝毒胁迫适应性反应。为全面了解植物激素在铝毒胁迫反应中的作用机制,为植物铝毒耐性分子遗传改良提供新的思路,对植物激素信号在参与植物响应铝毒胁迫反应过程中的信号转导和调控作用进行综述,并对铝毒胁迫下植物激素的研究方向进行展望。     

铝毒和低磷胁迫对水稻幼苗生长·根系有机酸分泌的影响

[目的]为明确低磷、铝毒单独及复合胁迫下,不同水稻品种生理响应的差异。[方法]采用营养液培养试验,以秀水132(耐铝型)和甬优8号(铝敏感型)为材料,研究了各胁迫下幼苗干物质积累、光合能力和根系有机酸分泌量。[结果]低磷、铝毒胁迫下根系和地上部干重、叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降。低磷铝毒复合胁迫下幼苗干重及光合参数值均显著低于单一胁迫处理;酒石酸、苹果酸、柠檬酸和乙酸是根系各处理下分泌的主要有机酸。低磷、铝毒胁迫下根系乙酸、苹果酸和柠檬酸分泌量增加,复合胁迫时根系3种有机酸的分泌量高于单一胁迫处理。低磷、铝毒胁迫下水稻幼苗干重、光合能力及根系有机酸分泌存在显著的基因型差异。各胁迫下甬优8号植株干重和光合参数的下降幅度高于秀水132,而秀水132根系有机酸分泌量的增幅大于甬优8号。[结论]低磷铝毒复合胁迫引发水稻幼苗更严重的生理代谢抑制,以甬优8号表现更明显;复合胁迫下根系有机酸分泌量高于单一胁迫,以秀水132增幅更大。     

铝胁迫下外源有机酸对油菜根系分泌物特性的影响

采用水培法,以耐铝型油菜品种核杂7号和铝敏感型油菜品种中农油6号为试验材料,研究外源有机酸(柠檬酸、苹果酸)对铝胁迫下油菜根系分泌物的影响.结果表明,耐铝型和铝敏感型两种油菜中,在20μmol/L外源有机酸处理下,苹果酸和柠檬酸对铝毒均有一定的缓解效果,但都不能完全消除铝对油菜生长的抑制作用.采用模糊隶属函数法对根系分泌物中氨基酸、柠檬酸等7个生理指标进行分析,并就柠檬酸、苹果酸、柠檬酸和苹果酸对缓解油菜铝胁迫的能力进行综合评价,发现在两种油菜中,有机酸表现出一致的缓解效果:苹果酸的缓解效果最好,其次是苹果酸+柠檬酸,缓解效果最弱的是柠檬酸.此外,外源有机酸对耐铝型油菜品种缓解铝毒的效果比铝敏感型油菜品种更好.     

铝诱导拟南芥根系分泌苹果酸

铝诱导根系分泌有机酸是酸性土壤中植物抵御铝毒害的重要机制,但拟南芥根系在铝胁迫下分泌有机酸的研究鲜有报道.文章设计了一种适合拟南芥根系分泌物研究的微型系统,研究了铝胁迫下拟南芥(Arabidopsis thaliana Columbia)根系苹果酸的分泌特点.结果表明,建立的拟南芥根系分泌物研究微型系统,能获得长势相对一致的植株和发达的根系,铝能诱导拟南芥根系分泌苹果酸,且分泌量随铝浓度(0,25,50 μmol·L-1)的升高和铝处理时间(2,4,8,12,20 h)的延长而增加;铝处理4h后苹果酸分泌才显著高于对照,说明拟南芥以模式Ⅱ分泌苹果酸.     

病害胁迫下植物根系分泌物的响应及作用研究进展

根系分泌物是植物和土壤产生联系的重要介质,在植物与环境互作过程中发挥着至关重要的调控作用。综述了病害胁迫下根系分泌物在组成和含量2个维度的响应,以及这些差异响应在加重或减轻植物病害发展中的作用。根系分泌物组成和数量的变化取决于植物种类和品种、发育时期、植物生长基质和胁迫因素,一方面,根系分泌物能够作为化学信号物质调控土壤病原菌的活性,并能通过改变土壤微生态环境诱导土传病害的发生;另一方面,植物在受到病害胁迫时会分泌具有直接防御性质的抗菌化合物,还能通过根系分泌物招徕功能性的微生物,通过有益菌实现对病原菌的生物控制。可见,对病害胁迫下植物根系分泌物的响应及作用机制的揭示将在指导植物病害防控、改善生态农业管理、建立作物高产与环境保护相协调的综合管理体系方面发挥极其重要的作用。     

短期铝胁迫下大豆根系分泌物的初始分泌特征

通过筛选试验,选择2个大豆(Cdycine,max L.)品种(耐性品种浙春2号和敏感品种浙春3号)作为试验材料,水培30 d后,分析大豆根系分泌物中的有机酸、氨基酸、可溶性糖等在铝胁迫下的分泌特征,并测定根系分泌物溶液的电导率和pH值.结果表明:随铝浓度的增加和铝处理时间的延长,二个大豆品种根系分泌的氨基酸、可溶性糖、化感类物质及电导率均有所增大,而柠檬酸则在铝浓度为T1(50 μmol/L Al3+)水平时达到最大分泌量,且浙春2号的分泌量远大于浙春3号;琥珀酸脱氢酶、酸性磷酸酶和pH值随铝处理时间和收集时间的影响,变化规律不一致.随分泌物收集时间的增大,各分泌物组分、酶活性、电导率和pH值普遍在收集时间为S2(6 h)时达到一个临界值,之后增长缓慢.试验结果表明柠檬酸在大豆缓解铝毒胁迫上的分泌效应,并分析大豆根系的酶类、化感物质、无机离子(H+)等在铝胁迫下的分泌特性.     

外源硅对铝胁迫下鸭茅形态构建和植株体内铝积累的影响

【目的】硅能够缓解一些植物的非生物胁迫症状,但是硅能否缓解鸭茅的铝毒症状并不清楚。为明确硅缓解铝胁迫下鸭茅植株生长发育的调节机理。【方法】试验选取中国西南地区主栽鸭茅品种,德纳塔(Donata)、安巴(Amba)、宝兴(Baoxing)和牧友(Potomac)为供试植物,利用水培试验研究了不同添加量的外源硅(0、2 m M)对铝(0、10、30、50和100μM)胁迫下鸭茅(Dactylis glomerata L.)植株生长、形态构建及对铝离子吸收的影响。【结果】(1)外源加硅2 m M明显缓解了铝胁迫下鸭茅植株生长的受抑症状,在一定程度上增加了鸭茅根系干重及枝条干重,并改变了根冠比和叶片重量比的变化趋势;(2)外源加硅明显降低了鸭茅根系和茎叶吸收和积累铝的水平,并显著增加了鸭茅的总根体积、根毛数量和根系伸长率。(3)外源加硅对缓解铝离子胁迫下的根系形态参数根系长度、表面积及体积均具有一定的调节作用。【结论】硅有利于促进铝胁迫下鸭茅植株健康形态的重新构建,并降低植株对铝离子的吸收,从而降低植株的中毒症状。     

根系分泌物与根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用(综述)

我国土壤重金属污染形势严峻,对粮食安全与人体健康构成严重威胁,土壤重金属污染修复是目前急需解决的环境问题之一。植物修复作为一种绿色安全、环境友好的生物修复技术,近年来备受关注,其发展取得显著成效。根系分泌物是利用生物修复重金属污染土壤过程中的关键物质,是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫及污染修复中扮演重要角色。研究根系分泌物和根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用,揭示两者动态协同作用机制,对深入了解植物修复重金属污染土壤的过程与机理具有重要意义。本文归纳梳理了根系分泌物的影响因素与现有研究方法,系统总结了多种草本植物根系分泌物和根际微生物在重金属胁迫下的响应与主要修复机制,以及根系分泌物-根际微生物互作对重金属污染土壤的修复作用;并对根系分泌物介导下植物-根际微生物协同修复重金属污染土壤研究过程存在的难题和未来研究方向进行讨论与展望。结果表明,在重金属胁迫下,根系分泌物的组成和数量均发生显著变化;根系分泌物对重金属污染土壤的修复机制主要包括活化与固化;根系分泌物是影响根际微生物群落形成的重要因素,根际微生物对根系分泌物也具有一定调控功能,两者...