Assessment of aluminum sensitivity of maize cultivars using roots of intact plants and excised root tips

Maize cultivars (Zea mays L.) were evaluated for their aluminum (Al) sensitivity using intact plants and excised root tips exposed to 25 μM Al in nutrient solution of low ionic strength and pH 4.3. Aluminum supply increased callose formation and Al concentrations in root tips of intact plants as well as in excised root tips. Using intact plants, differences in Al sensitivity among cultivars could be characterized by Al‐induced callose formation, Al‐induced inhibition of root elongation, as well as Al contents in root tips as parameters. Significant correlations between Al‐induced callose formation and Al contents in root tips (r² = 0.64**) and inhibition of root elongation (r² = 0.80***) were found. Excised root tips did not show a significant Al‐induced inhibition of root elongation. While average Al‐induced callose formation was similar for root tips of intact plants and excised root tips, mean Al contents in excised root tips were up to 1.5‐fold higher than in root tips of intact plants after 24 h of Al treatment. Aluminum‐induced callose formation as found in excised root tips did neither correspond to Al‐induced callose formation nor to inhibition of root elongation of intact plants. The addition of 10 mM glucose to the incubation medium led to a significant increase in the elongation of excised root tips and a 2‐3‐fold increase in Al‐induced callose formation. Staining with triphenyl‐tetrazolium‐chloride (TTC) revealed increased viability of these root segments. However, these effects of glucose supply did not improve the characterization of the cultivars for Al resistance. The results presented suggest that Al exclusion mechanisms expressed in root tips of intact plants might be non‐operational in excised root tips. Therefore, the characterization of maize germplasm for Al resistance using excised root tips appears not to be reliable.     

赤子爱胜蚓对赤红壤铝形态的影响

【目的】研究蚯蚓添加对华南地区赤红壤酸化特征和铝(Al)形态的影响,为华南赤红壤的酸化改良提供理论依据。【方法】通过室内盆栽试验,用赤红壤培养赤子爱胜蚓Eisenia fetida 40 d后测定蚓粪和土壤pH、有机质、全氮和阳离子交换量(CEC);通过连续浸提法测定土壤各铝形态含量,包括交换态铝(Al_(Ex))、弱有机结合态铝(Al_(Orw))、有机结合态铝(Al_(Or))、无定形态铝(Al_(Amo))、氧化铁结合态铝(Al_(Oxi))、非晶态铝硅酸盐和三水铝石(Al_(Aag));采用主成分分析法研究不同处理土壤中铝的形态分布。试验以未添加蚯蚓的土壤为对照。【结果】与对照相比,蚓粪的pH提高了1.27,全氮、CEC、Al_(Or)以及交换性K、Na、Ca含量分别提高了62.16%、38.22%、355.70%、151.38%、65.38%和51.90%;蚓粪和土壤Al_(Ex)含量分别降低了50.95%和53.14%。蚓粪的pH、CEC、Al_(Or)含量和交换性K、Na、Ca含量显著高于未吞食土壤。【结论】蚯蚓可提升土壤pH和土壤Al_(Or)的含量,促进交换性Ca、Mg的释放,降低土壤Al Ex含量。     

铝对马尾松菌根苗生长及营养元素吸收的影响

以接种褐环乳牛肝菌和未接种的马尾松幼苗为试验材料,采用水培法研究不同浓度铝(Al^3+)处理(0、0.2、0.4、0.8和1.2 mmol·L^-1)对菌根化和非菌根化马尾松幼苗生长、营养元素吸收的影响,揭示菌根化马尾松苗木对Al^3+的适应机制,为减轻马尾松苗木铝毒害现象提供理论和技术依据。结果表明,在相同浓度Al^3+胁迫下,接种褐环乳牛肝菌的马尾松幼苗苗高、生物量、根系形态以及对氮(N)、磷(P)、钾(K)的吸收能力均优于不接种的马尾松苗。马尾松幼苗苗高、干物质量积累以及根系生长随着Al^3+浓度的增大均呈现先升后降再升的趋势,随着Al^3+浓度的逐渐增大,马尾松幼苗根、茎、叶中的N、P、K含量呈现出低促高抑的趋势,根、茎、叶中Al^3+含量的分配为根>茎>叶。Al^3+胁迫下,接种褐环乳牛肝菌的马尾松幼苗,通过改变马尾松幼苗根系结构,促进了幼苗的生长,特别是根系的生长,以及对N、P、K等营养元素的吸收,抑制了根系吸收Al^3+,提高了马尾松幼苗的耐铝能力。     

酸铝对杉木磷吸收和代谢的影响

用＾３２Ｐ示踪原子法通过水培试验研究了酸性条件下铝对１年生杉木的根和叶磷吸收和代谢的影响。结果表明,在ｐＨ＝３时,用酸铝处理根和叶后,根中＾３２Ｐ－无机磷增加到对照的１９５％,叶片＾３２Ｐ－无机磷转运指数由４３．０降低到２０．０。根的Ｐ总含量中的各＾３２Ｐ－化俣物比例发生较大变化,无机磷增加到对照的１７５％,有机化合物,脂类化合物,ＤＮＡ,ＲＮＡ分别减少到对照的５５％,４２％,３６％,４０％;叶中     

接种双色蜡蘑对马尾松幼苗生长、养分和抗铝性的影响

在我国南方,森林土壤的养分含量普遍较低,缺磷缺钙现象非常严重,加之土壤酸化导致活性铝含量增加,严重抑制马尾松的生长,在部分地区甚至已发生了大面积的森林衰亡现象(侯爱敏等,2002;周志春等,2003)。为提高土壤养分含量及防治铝毒害,农业上采用了施石灰、磷肥或有机肥等措施,然而林业生产的特殊性,决定了难以实施这些措施。有研究表明,优良的外生菌根真菌与树木根系形成外生菌根之后,能活化土壤中的难溶性养分,减轻铝的危害作用,并向寄主提供生长促进物质,促进森林生长,防治退化衰亡(郭秀珍等1989)。如彩色豆马勃(Pisolithustinctorius)形…     

Steedman’s wax包埋切片DAPI染色法证实铝诱导花生根尖细胞程序性死亡

【目的】检验Steedman’swax包埋切片DAPI染色法是否适用于观察花生根尖细胞核形态。【方法】分别采取100μmol/L AlCl3处理不同时间（0、4、8、12 h）后两个花生品种（铝敏感型中花2号和耐铝型99-1507）的根尖,经过Steedman’s wax包埋切片等一系列过程,利用荧光染料DAPI染色观察细胞核形态变化。【结果】100μmol/L AlCl3可引起花生根尖细胞核形态发生改变,核质浓缩、核边缘化、呈新月状等,具有明显的PCD特征。花生根尖细胞在铝胁迫下发生PCD,PCD程度与花生耐铝性呈负相关,与处理时间呈正相关。【结论】Steedman’swax包埋切片DAPI染色法是一种快速、高效的适用于观察花生根尖细胞核形态的方法。     

模拟酸雨和铝添加对茶树生长及生理生化特性的影响

以茶树(Camellia sinensis)种子实生苗为材料,研究了模拟酸雨和铝添加对茶树生物量、抗氧化酶及一些抗性指标的影响.结果表明,适量的铝和适度的酸雨有利于茶树生物量的积累,较高的铝和较高酸度酸雨不利于茶树生物量的积累.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)先增加后下降.随着酸雨强度的增加,SOD、POD、CAT和APX总体上增加,在较低浓度铝处理下,酸雨加剧SOD、POD、CAT和APX的增加,存较高铝浓度(30 mg/L)处理下,酸雨加剧SOD、POD、CAT和APX的下降.10 mg/L铝浓度处理茶树叶片超氧阴离子产生速率(O2-)和丙二醛(MDA)含量与无铝处理的相比没有明显差异,随着铝处理浓度的增加其O2-产生速率和MDA含量增加.酸雨强度对茶树叶片O2-产生速率和MDA含量没有明显影响.酸雨加剧铝引起茶树叶片O2-产生速率和MDA积累的增加.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片脯氨酸含量增加.而酸雨单独作用对脯氨酸含量没有明显影响,但酸雨加剧铝对茶树叶片脯氨酸积累的增加.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片可溶性糖含量先增加后下降.pH 3.0的酸雨明显提高茶树叶片可溶性糖含量.结果表明,茶树可通过提高抗氧化酶活性和一些渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)增强对酸雨和低浓度铝的适应性和耐受能力.高浓度的铝(30 mg/L)损伤茶树抗氧化系统,减少一些抗性物质的合成,影响其生长,而酸雨加剧高铝对茶树的伤害.     

硼诱导植物耐铝性的机制研究进展

酸性土壤中铝(Al)毒害已成为世界性关注问题,且硼(B)在耐铝毒方面广有研究。为更清晰探究硼如何提升植物耐铝性的机制作用,本综述主要从植物外部排斥机制和内部耐受机制两方面介绍了植物耐铝毒机制,探究出硼对植物铝毒害的缓解机制主要包括:(1)诱导有机酸的分泌;(2)调控根系pH的改变;(3)降低细胞壁铝结合位点;(4)调控抗氧化酶及抗氧化剂系统;(5)促使液泡区室化;(6)调控植物生长素的应答,综合以上几方面进行介绍,以期为酸性土壤中硼肥施用提高植株耐铝性提供理论基础。     

氧化还原条件下有机物料对酸性土壤pH、铁形态和铜吸附解吸的影响

研究了添加有机物料对水稻土、红壤和砖红壤在干湿交替一次以后土壤pH、铁的形态和对铜吸附解吸行为的影响。结果表明,添加有机物料使得土壤pH升高,且随着有机物料加入量的增加而升高。与对照相比,添加有机物料可使水稻土、红壤和砖红壤的pH分别上升1.55、0.8和1.33个pH单位。红壤和砖红壤中无定形氧化铁含量增加,而水稻土中变化不大。在铜的平衡浓度为0.2 mmol/L时,添加有机物料培养可使水稻土、红壤和砖红壤铜的吸附量分别增加6.7、10.3和3.6 mmol/kg。