外源柠檬酸作用下大豆根尖铝积累规律的研究

耐铝性大豆根系柠檬酸的分泌被认为是缓解铝胁迫的重要方式。设置外源柠檬酸协同铝处理,检测根尖铝积累的荧光染色、根尖铝的相对含量以及处理液中3种不同铝形态的变化情况,旨在探索柠檬酸与大豆根系环境中铝的作用规律,进一步揭示大豆根系分泌物缓解铝毒的机理。结果表明：大豆根尖细胞细胞壁积累铝的现象十分明显,且随着铝处理浓度的增加和处理时间的延长,细胞壁固定的铝逐渐增多;外源柠檬酸存在下,细胞壁铝积累明显减少,浙春3号尤为显著。浙春3号和浙春2号铝积累量随着铝浓度的增大和铝处理时间的延长而呈不同的变化趋势。从铝形态结果分析,可以判断Ala和Alb活性铝的含量变化趋于相同,外源柠檬酸作用下,各浓度梯度的活性铝形态含量均较单铝胁迫时有所降低。综合试验结果可知,植物在接触铝胁迫的初期,自身缓解铝毒的机制是需要时间而呈周期性波动的过程;外源柠檬酸对浙春3号的缓解作用比浙春2号强,一定比例的外源柠檬酸加入可改变大豆自身的耐铝能力,但是超过一定比例就会在某种程度上对植物产生新的酸化毒害。     

大豆生长及叶绿素荧光特性对铝胁迫的反应

采用溶液培养的方法，设置了不同的铝处理浓度和处理时间，对铝毒胁迫下的两个大豆品种（浙春2号、浙春3号）的根系生长和叶片的叶绿素荧光进行了研究。结果表明：铝抑制了大豆的根系干重、根系总长度、根系体积的增加。在高浓度的铝处理下，根系生长7 d后就受到了明显抑制。对茎叶干重的影响在14 d铝处理后才得到表现，茎叶部出现铝毒症状滞后于根部。根尖的根系活力在10 mg / L的铝浓度下有所增加，增强了根系吸收水分和矿质元素的能力。根系质膜透性随着铝处理浓度的增加而增大，在90 mg / L的铝处理下达到最大，植株受到严重伤害。低铝（10 mg / L）使大豆叶片的叶绿素含量少量增加，高铝（90 mg / L）胁迫叶绿素含量降低，且叶绿素a下降的幅度大于叶绿素b。荧光参数的研究表明，随着铝胁迫的增加，Fo下降，Fm、Fv / Fm增大，植株抵抗逆境的能力下降，光合电子传递减小，最终导致光合速率下降。两个大豆品种具有基因型差异，浙春2号比浙春3号更耐铝。     

外源有机酸对铝毒胁迫下大豆根系形态的影响

通过添加三种不同浓度的有机酸(柠檬酸、草酸和苹果酸) ,测定铝毒胁迫下大豆的根系活力及主要根系 性状,研究了三种外源有机酸对大豆铝毒害的缓解效应。实验结果显示,三种有机酸在适当低浓度条件下,对大豆 铝毒害都有一定的缓解效果,其中以柠檬酸的缓解效果最好,草酸和苹果酸的缓解效果相当;但当有机酸浓度较高 时,反而会使大豆根系活力降低,根伸长受到抑制;有机酸对浙春2号的缓解作用强于浙春3号, 15d处理的缓解效 果优于30d。     

锰浸种对大豆种子萌发和幼苗生理特性的影响

以2个大豆（Glycine max Merrill.)品种浙春2号、浙春3号为材料，设置不同的锰水平浸种，研究锰浸种对大豆种子萌发和幼苗生长期中各种生理特征的影响。结果表明：锰浸种对大豆的萌发率影响不大；但适量锰（0.001-1mg/kg）浸种可使大豆幼苗叶片的脯氨酸（Pro)含量降低，呼吸速率增强，可溶性糖的含量、超氧化物岐化酶（SOD）的活性升高，有利于大豆幼苗生长。     

甜菜根系对根际土壤化学性质的影响

根系在根际土壤中的分泌物为根际微生物提供了丰富的碳源,极大地改变了根际土壤的理化性质,对根系的养分状况产生重大的影响.本研究采用网袋培养法分析有机氮高效甜菜品种'KWS8138'和低效品种'Beta176'在不同生长阶段(苗期、叶丛快速生长期、块根糖分积累期及收获期)根际土壤中的有机物质(氨基酸、有机酸和糖)与根际土壤...     

不同大豆品种在酸性红壤和石灰性土壤上耐低磷能力的差异

研究不同耐低磷大豆品种在酸性红壤和石灰性土壤上的耐性变化。结果表明,大豆品种的耐低磷能力与土壤类型有一定关系,干物质积累量和磷积累量的大豆品种×土壤类型间交互作用极显著。在酸性低磷红壤上,大豆品种湘春９１—１００、涟源泥冬黄豆和浙春２ 号的干物质量和磷积累量都显著高于桂阳傲泉黄豆和湘豆３ 号。在石灰性土壤上,干物质表现为湘春９１—１００、涟源泥冬黄豆＞ 桂阳傲泉黄豆、浙春２ 号＞ 湘豆３ 号,而磷积累量除湘春９１—１００ 显著较高外,其它４ 个品种间无显著差异。土壤类型对大豆品种的根系生长有较大影响     

铝胁迫对大豆幼苗根系形态和生理特性的影响

采用砂培法研究了不同铝浓度条件下, 2个大豆品种(浙春3号和华春18)幼苗根系形态特征和生理特性的变化.结果表明:低浓度(50mg/L)的铝促进大豆根系长度、根系体积、根系表面积和根系活力的增加,降低根系细胞质膜透性,对大豆生长有一定的促进作用;高浓度的铝(5000mg/L)明显抑制根系长度的增长,使根系直径显著增大,降低大豆根系活力,使根系细胞质膜透性大大增加,明显不利于大豆的生长发育.2个大豆品种对铝胁迫存在着一定的差异,浙春3号对铝毒胁迫的耐受能力要强于华春18.     

根系分泌物在土壤有机污染物降解中的作用

根系分泌物在土壤有机污染物的根际修复过程中发挥着重要作用。研究表明，根系分泌物主要通过3种方式有效促进土壤中有机污染物的降解：根系分泌的酶直接参与有机污染物的降解；根系分泌物通过改变根际微生物数量和活性或提供共代谢基质影响有机污染物的降解；根系分泌物改变土壤有机污染物的生物有效性，从而促进其降解。     

不同甘蔗品种根际土壤酶活性及微生物群落多样性分析

通过桶栽试验,比较了8个甘蔗品种吸氮效率的差异以及不同品种根际土壤酶活性和微生物群落多样性的差异,以期为甘蔗生产上的选种以及蔗地土壤生产力的维持提供科学支持。在甘蔗大生长期末期收集甘蔗植株和根际土壤,比较不同品种甘蔗植株的吸氮效率和氮肥利用率、测定根际土壤蔗糖酶以及脲酶活性、利用Miseq高通量测序技术对甘蔗根际细菌群落多样性进行分析。研究结果表明,不同甘蔗品种在大生长期末期的吸氮效率存在一定差异,8个品种的植株平均吸氮效率为17.95%~27.57%,氮肥利用率为22.15%~34.02%,其中吸氮效率及氮肥利用率最高的品种是‘桂糖44号’,最低的是‘桂选B9’;8个品种的根际土壤蔗糖酶活性3.51~6.56 mg/(g·d),脲酶活性1.12~ 1.42 mg/(g·d),不同品种间存在一定差异,土壤酶活性表现较高的品种为‘桂糖48号’和‘新台糖22号’,而‘粤糖93159’的土壤酶活相对较低。高通量测序分析结果显示,8个不同品种甘蔗根际土壤细菌种群结构存在一定差异,不同品种间在优势菌群组成上差异不显著,主要差异表现在优势菌属的丰度上,其中‘桂糖44号’和‘粤糖93159’均以Bacillus为最主要的优势菌属,而其他6个品种的主要优势菌属均为Chryseolinea。冗余分析结果显示,甘蔗氮吸收率、土壤碱解氮含量以及土壤pH对土壤微生物群落结构的影响最大;相关性分析表明,不同甘蔗品种吸氮效率的差异以及部分土壤理化指标均与根际土壤微生物群落中不同优势菌门存在一定的相关性;根系微生物菌群结构的差异可能在一定程度上影响了甘蔗的吸氮效率。本研究结果初步揭示了不同甘蔗品种氮肥利用率与根际微生物群落结构的相关关系,为深入研究甘蔗根际微生物多样性及功能与环境因子之间的关系提供了借鉴。     

酸性土壤中大豆根际微生物群体感应的初步研究

采用盆栽及室内模拟实验对铝胁迫下大豆根际微生物的群体感应进行了初步探索。利用高效检测菌株根癌农杆菌Agrobaoterium tumefaciens KYC55(pJZ372;pJZ384;pJZ410)对在酸性土壤中种植了耐铝大豆BX10和铝敏感大豆BD2的根际土、非根际土中群体感应信号分子高丝氨酸酰基内酯(AHL)进行检测。结果表明,在大豆根际土中AHL活性显著高于非根际土,且BX10根际土中AHL含量显著高于BD2(P<0.01);随大豆生长时期的推移,BX10和BD2根际土及非根际土中AHL均逐渐升高。模拟酸铝环境的室内实验表明,不同浓度的铝胁迫对中华根瘤菌Sinorhizobium sp.1128的生长、AHL产生水平、胞外多糖的产生以及根毛吸附作用均产生显著影响,从而进一步验证了铝胁迫对群体感应的影响。     

The effect of aluminum treatments on the root growth and cell ultrastructure of two soybean genotypes

Since aluminum (Al) toxicity often negatively affects the growth and production of crops in acidic soil, understanding the mechanisms of plant physiological response to Al toxicity would facilitate the development of more Al-tolerant crops. The objective of this research is, therefore, using transmission electron microscope and spectrophotometer to study the physiology and cell ultrastructure changes of two soybean cultivars of distinctly different sensitivities to Al toxicity, Zhechun 2 (Z.2, Al-resistant) and Zhechun 3 (Z.3, Al-sensitive) after Al treatments. Using these two cultivars, we conducted a 14-day nutrient solution experiment with Al concentrations set at 0, 10, 30, 60 and 90 mg L⁻¹. The results demonstrated that Al inhibited the growth of soybean root systems and severely damaged root cells. In contrast to the Al-resistant cultivar, the Al-sensitive cultivar Z.3 showed a larger plasma membrane permeability than Z.2 when treated with Al. In addition, the root elongation, activity, appearance of root tips and root hair zone were all altered by Al treatments. For example, after the 10 mg L⁻¹ Al treatment, the number of mitochondria had proliferated significantly in the root tip cells; plasmolysis was observed in the 30 mg L⁻¹ Al treatment; and the cell wall had ruptured and the cellular contents had disappeared in the high-level Al treatments. The results of our study showed in detail how soybean roots changed physiologically in response to Al stress.     

茶园土壤铝动态及茶树铝吸收特性

本文报告了在茶园和根际土壤铝动态及茶树铝吸收特性方面的一些研究结果。1.对210个样品测定,茶园土壤交换性铝含量为2.5-988mg/kg,平均238 mg/kg。无定形和层间铝是茶园土壤铝的主要形态;植茶后茶园土壤的水溶性、交换性和有机结合态铝趋于增加。2.茶园土壤交换性铝含量随施氮量的提高而增加;供给茶树NH_4~+-N时,茶树根际土壤(距根表 1mm)的交换性铝显著增加。3.铝在一定范围(≤400 μmol/L)增加茶树侧根数量和长度。4.动力学研究表明茶树根系对铝的吸收表现为可饱和特性,初始时有一快速的吸收过程,并在约6h后转变为缓慢的吸收。     

镁对大豆叶片抗氧化代谢的影响

以大豆品种浙春2号、浙春3号和9703为材料,采用土培实验方法,设置不同的镁离子处理水平,研究五 叶期和盛花期大豆叶片叶绿素含量、脯氨酸( Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、质膜透性(MP)和抗氧化酶( SOD、POD 和CAT)活性的变化。结果表明,大豆叶片叶绿素含量在五叶期时与镁离子浓度成正相关,盛花期时与镁离子浓度 负相关;在缺镁(0. 00mg/kg)条件下,大豆叶片的脯氨酸含量、MDA含量、质膜透性、超氧化物歧化酶( SOD)和过氧 化物酶( POD)活性较其它处理高,过氧化氢酶(CAT)活性较低;施镁则能显著降低大豆叶片的脯氨酸含量、MDA 含量和质膜透性,其中镁离子浓度60. 00mg/L的效果最好。3个大豆品种五叶期时脯氨酸和MDA含量较对照(0. 00mg/kg)降低1. 38%～22. 96%和12. 60%～44. 50% ,盛花期时则下降了11. 11% ～57. 90%和9. 87% ～71. 61%; 质膜透性五叶期时较对照下降了7. 19% ～38. 61% ,盛花期时则降低了21. 79%～46. 10%。SOD、POD和CAT对镁 的反应存在明显的不同。大豆品种对镁的反应存在一定的基因型差异,浙春3号对镁最为敏感,浙春2号次之, 9703对镁不太敏感。     

铝胁迫下大豆根系有机酸积累的特性

为探讨铝胁迫对大豆根系有机酸累积的影响,以大豆品种粤春03-3为研究对象,通过水培方法进行不同时间的铝处理,分别测定大豆根系的相对生长率、以及距根尖0~2和2~4 cm根段的铝含量、苹果酸浓度、柠檬酸浓度和草酸浓度等。结果表明:铝处理明显抑制了大豆根系的生长。随着铝处理时间的延长,0~2 cm根段的铝含量明显降低,而2~4 cm根段的铝含量明显增加。另外,铝胁迫对不同根段的有机酸累积的影响也不同。铝处理6 h显著提高了大豆根系的苹果酸浓度,但对柠檬酸和草酸浓度均无明显影响。铝处理12 h后,0~2 cm根段中3种有机酸的浓度在铝处理和对照之间均无明显差异,但2~4 cm根段的苹果酸浓度和草酸浓度均明显高于对照。说明苹果酸和草酸在大豆根系铝毒的内部忍耐机制中起着重要作用。     

不同茬口大豆根圈土壤pH值和氮营养分布的变化

利用根箱系统,研究不同茬口条件下大豆根圈土壤pH值和氮营养分布,结果表明,前茬为麦茬和玉米茬的大豆根面区土壤偏碱,而前茬为休闲和豆茬的大豆根面区土壤偏酸.不同茬口土壤大豆根面区NO-3 -N含量较距根面2mm区低,表现为亏缺效应.尽管处理间NH 4 -N含量分布受茬口影响较NO-3 -N小,但NH 4 -N含量分布走向却因茬口而不同,休闲土、正茬土、迎茬土、重茬土和大豆长期连作处理条件下的大豆根圈土壤NH 4 -N含量表现为一定的累积效应,而小麦长期连作茬口土壤的大豆根圈NH 4 -N含量表现为亏缺效应.试验结果表明不同茬口的大豆根圈土壤pH值、NO-3 -N和NH 4 -N含量分布变化不同,说明大豆连作障碍的原因可能更主要的归结于大豆根圈土壤微生态环境的改变.     

烯效唑浸种对大豆苗期抗旱性的影响

为明确烯效唑对大豆苗期抗旱性的影响,以浙春3号为试材,采用不同浓度(0、0.05、0.1、0.2和0.4mg/kg)烯效唑浸种,探讨不同水分胁迫(正常供水、轻度胁迫和中度胁迫)下烯效唑对大豆苗期的抗旱效应。结果表明：烯效唑浸种降低了苗高,提高了大豆出苗率,茎粗和根冠比;同时还提高了叶片相对含水量,脯氨酸(Pro)含量和可溶性糖含量。烯效唑处理降低了丙二醛(MDA)含量,从而降低了脂质过氧化程度,提高了保护性酶的活性。正常供水下,SOD、POD和CAT酶活性均以0.1mg/kg处理最高,分别较对照提高了18.75%、8.43%和37.4%;轻度水分胁迫下,SOD、POD和CAT酶活性均以0.2mg/kg处理最高,分别较对照提高了23.53%、11.63%和47.5%;中度水分胁迫下,SOD、POD和CAT的酶活性均以0.4mg/kg处理最高,较对照分别提高了22.86%、11.2%和56.1%。可见,适宜浓度的烯效唑浸种可改善套作大豆苗期生长,提高抗旱能力。