根系有機(jī)酸和細(xì)胞壁果膠甲酯化參與茶樹(shù)耐鋁-解鋁毒機(jī)制的研究.pdf

1、近年來(lái)茶園土壤酸化帶來(lái)的鋁活化造成茶樹(shù)鋁毒害，嚴(yán)重影響茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。研究茶樹(shù)耐鋁/解鋁毒機(jī)制，一方面可以深入了解鋁對(duì)茶樹(shù)的影響，另一方面為耐鋁茶樹(shù)品種的培育提供了重要的理論支持。
　　本論文通過(guò)檢測(cè)不同濃度鋁處理下（0 mM，0.1 mM，0.4 mM，2 mM和4 mM）茶樹(shù)根系的伸長(zhǎng)量和根系活力，茶樹(shù)葉片可溶性糖、保護(hù)酶（過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶）、丙二醛和葉綠素含量的變化，以明確茶樹(shù)耐鋁和鋁毒害的生理機(jī)制。

2、結(jié)果表明隨著鋁濃度的升高，茶樹(shù)根系的伸長(zhǎng)量和根系活力，茶樹(shù)葉片保護(hù)酶、丙二醛、葉綠素含量先升高后降低，說(shuō)明低濃度鋁對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，但當(dāng)鋁濃度過(guò)高時(shí)，鋁對(duì)茶樹(shù)具有抑制作用。
　　本論文利用不同鋁濃度處理茶樹(shù)，來(lái)研究有機(jī)酸如何參與茶樹(shù)耐鋁機(jī)制。結(jié)果顯示隨著鋁濃度的升高，茶樹(shù)根系分泌草酸、乙醇酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸的量不斷增加，茶樹(shù)根系內(nèi)草酸、乙醇酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸含量也不斷增加;表明了鋁誘導(dǎo)有機(jī)酸的產(chǎn)生和分泌，另外，對(duì)草酸、乙醇酸

3、和蘋(píng)果酸合成相關(guān)的酶及其相關(guān)調(diào)控基因進(jìn)行分析，結(jié)果顯示乙醇酸氧化酶、蘋(píng)果酸脫氫酶、檸檬酸合成酶與其相關(guān)調(diào)控基因表達(dá)量隨著鋁濃度的升高而升高，這與不同鋁濃度下有機(jī)酸分泌和含量的變化趨勢(shì)相一致。當(dāng)鋁濃度達(dá)到4 mM時(shí)，茶樹(shù)生長(zhǎng)收到嚴(yán)重抑制，有機(jī)酸相關(guān)指標(biāo)均顯著降低。這些結(jié)果表明鋁可能通過(guò)誘導(dǎo)茶樹(shù)根系內(nèi)CsGO基因、CsMDH基因和CsCS基因等的表達(dá)，從而調(diào)控茶樹(shù)根系內(nèi)GO、MDH和CS等酶的活性，進(jìn)一步影響茶樹(shù)根系內(nèi)草酸、蘋(píng)果酸和檸檬酸等

4、有機(jī)酸的產(chǎn)生和分泌，從而茶樹(shù)表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鋁/解鋁毒的屬性。
　　通過(guò)檢測(cè)茶樹(shù)在不同鋁濃度下各器官的鋁的含量，再利用蘇木精染色法，觀察了各鋁濃度下茶樹(shù)根系中鋁的分布，最后運(yùn)用ICP方法檢測(cè)根尖段細(xì)胞壁的鋁含量的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著鋁濃度的升高茶樹(shù)各器官鋁含量不斷升高，其根系中鋁含量最高，且主要分布在根尖段，茶樹(shù)根系細(xì)胞壁鋁含量在根系鋁含量中的含量比也不斷上升，結(jié)果表明，根尖段細(xì)胞壁在茶樹(shù)耐鋁/解鋁毒機(jī)制中至關(guān)重要。利用果膠特異性抗體

5、LM19和LM20對(duì)茶樹(shù)根尖段細(xì)胞壁的果膠進(jìn)行熒光免疫定位，結(jié)果顯示隨著鋁濃度升高，茶樹(shù)體內(nèi)低度甲酯化的果膠含量不斷增加，而高度甲酯化的果膠含量不斷降低;同時(shí)，qRT-PCR結(jié)果顯示茶樹(shù)根系內(nèi)CsPME基因家族成員(CsPME2，CsPME7，CsPME21，CsPME31，CsPME44，CsPME45和CsPME51）表達(dá)量均呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)。以上結(jié)果表明，當(dāng)鋁刺激茶樹(shù)根系時(shí)，CsPME基因的表達(dá)增強(qiáng)，調(diào)控著細(xì)胞壁果膠甲酯化程度，