植物的铝毒机制和耐铝机制研究进展

铝(A1)毒是酸性土壤中作物生长最重要的限制因素和森林大面积退化的重要原因.文章综述了植物的铝毒症状与作用部位、铝毒机制、耐铝机制及耐铝植物的鉴定和选育.     

植物铝毒及其耐铝机制研究进展

铝毒是酸性土壤上作物生产的主要限制因子,目前有关作物铝毒害及耐铝的机理尚不十分清楚,限制了相关育种和栽培工作的开展.近几年来,世界各国针对作物的铝毒害及其耐铝机制进行了大量的研究,并取得了较大进展.作者综述了目前有关铝对植物的毒害及其耐铝机理的研究成果,并简要讨论了今后的研究方向.     

植物耐铝毒害的研究进展

综述了土壤中铝的存在形态、铝对植物产生的毒害以及植物的抗铝毒机理。由于植物的耐铝毒特性受遗传控制，因此通过基因型筛选获得耐铝毒的基因型材料，对于提高酸性土壤上的作物生产力具有重要意义。     

酸性土壤植物磷铝互作研究进展

铝毒和缺磷是酸性土壤上作物生产的2个主要限制因子,解决酸性土壤铝毒和缺磷问题是提高作物产量及保障粮食安全的重要途径。酸性土壤中铝毒和缺磷经常共存,磷与铝在土壤、根-土界面和植物体内关系密切,其相互作用对植物生长发育具有重要影响。该文总结了酸性土壤中铝的存在形式、磷的现状及存在形式,简述了近年来磷与铝元素交互作用对植物生长发育的影响,并对进一步的研究作了展望。     

植物根系解铝毒分泌物

铝毒是酸性土壤上提高作物产量的一个主要限制因子。根系分泌物螯合铝被认为是植物解铝毒的重要机制之一。铝胁迫下，植物通过增加某些有机酸、酚类化合物、根际粘胶、磷酸、多肽等物质的分泌量来减轻铝毒。本文简要综述了铝胁迫下植物根系分泌物种类和数量的变化。     

铝毒诱导植物细胞反应研究进展

铝毒是酸性土壤限制作物生长的主要原因之一，许多作物对微摩尔浓度的铝发生毒害反应。本文分析了铝毒作用位点、细胞死亡机制、细胞营养元素吸收、细胞壁特性变化以及根边缘细胞胞外分泌物的变异，揭示铝毒发生时植物细胞进行多方面主动或被动的反应。     

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。     

生物炭对铝富集酸性土壤的毒性缓解效应及潜在机制

【目的】红壤铝毒是土壤改良持续关注的问题之一。生物炭因其自身的理化和生物学特性,为探索解决该难题提供了新的思路和途径。论文通过在红壤中添加外源铝并种植作物,研究生物炭对铝富集土壤铝毒的缓解效应及潜在机制。【方法】选用酸性红壤做盆栽试验,种植小白菜,添加花生壳生物炭和外源铝,设置CK(0C+0Al)、C(2%C)、Al(1 mmol·L~(~(-1))Al)、C+Al(2%C+1 mmol·L~(~(-1))Al)4个处理,分析生物炭对铝富集红壤不同活性铝及作物生长的影响。【结果】铝毒会显著抑制小白菜的出苗,且加重红壤小白菜生长受抑制的情况,降低小白菜的生物量,同时,铝毒会显著提高小白菜铝含量。而施用生物炭能缓解铝毒对小白菜的抑制影响,显著改善小白菜的生长状况,降低小白菜铝含量,C+Al处理小白菜铝含量较Al处理降低89.4%。铝毒会显著降低红壤的pH,Al处理红壤pH较CK处理降低了0.36个单位,而施用生物炭能显著提高土壤pH,C+Al处理土壤pH较Al处理上升0.62个单位。Al处理较CK处理土壤活性铝含量上升276.4μg·g~(-1),远大于添加量(27μg·g~(-1)),而施用生物炭能显著降低土壤活性铝含量,C+Al处理较Al处理下降14.9%。此外,Al处理交换性Al~(3+)含量较CK处理上升23.1%,施用生物炭后,C+Al处理交换性Al~(3+)含量较Al处理下降46.5%。CK与Al处理土壤活性铝形态主要以具有生物毒害性的交换性Al~(3+)为主,C与C+Al处理土壤活性铝形态主要以单聚体羟基铝离子、胶体Al(OH)30为主。【结论】添加外源铝降低了土壤pH,加重铝的毒害,抑制作物的生长发育。此外,外源铝的添加对红壤中活性铝有较强的激发效应,使得交换性Al~(3+)含量显著升高。然而,生物炭能显著提高酸性土壤pH,且改变不同活性铝的含量,但其对4种不同形态活性铝的效应有较大差异,其主要通过降低具有生物毒性的Al~(3+)含量来缓解铝毒,从而改善作物生长状况。     

植物铝毒害机理及抗铝毒机制

铝毒害是酸性土壤上限制植物生长的主要因素,综述了土壤中各形态的铝对植物的危害,铝毒作用机理及植物耐铝机制。     

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。