擬南芥和水稻PIN2材料的耐鋁性研究.pdf

1、鋁毒是酸性紅壤上限制作物生長(zhǎng)的重要因子。鋁毒害最初的癥狀是抑制作物的根系生長(zhǎng)，并且，嚴(yán)重的鋁毒害將導(dǎo)致作物減產(chǎn)。近年來，由于酸沉降加劇以及化肥不合理施用，土壤酸化和鋁毒問題日益突出。生長(zhǎng)素在植物的耐鋁毒過程中起重要作用，PIN2蛋白是根尖生長(zhǎng)素的運(yùn)輸載體，PIN2與鋁毒之間的研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以擬南芥和水稻不同PIN2表達(dá)材料為研究對(duì)象，探討了鋁處理對(duì)PIN2材料抗氧化脅迫及鋁吸收的影響，以期為遺傳改良作物耐鋁毒提供理論基礎(chǔ)。具體結(jié)果

2、如下：
　?。?）鋁處理能誘導(dǎo)擬南芥根尖0-5 mm區(qū)域AtPIN2基因增強(qiáng)表達(dá)，其表達(dá)量比對(duì)照增加了80.00％；鋁處理誘導(dǎo)AtPIN2蛋白在根尖細(xì)胞膜水平方向上累積，并且呈束狀分布。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)50μmol/L AlCl3明顯抑制三種基因型擬南芥根系生長(zhǎng)，AtPIN2超表達(dá)擬南芥（PIN2-OX）、野生型擬南芥（Col）的根系伸長(zhǎng)速率和根系鮮重均顯著大于AtPIN2缺失突變體擬南芥（pin2-ko），但PIN2-OX和Col之間沒

3、有顯著差異。
　?。?）擬南芥水培結(jié)果表明，50μmol/L AlCl3處理能誘導(dǎo)擬南芥根系活性氧累積，與pin2-ko比較，PIN2-OX累積較少的活性氧并具有較高的SOD、CAT和APX活性。
　　（3）水稻水培試驗(yàn)表明，100μmol/L AlCl3處理顯著提高野生型水稻（WT）的根系活力；鋁處理使根尖鋁濃度增加，與 WT比較，OsPIN2超表達(dá)水稻（OX1）根尖鋁濃度下降了31.15%；但莖桿木質(zhì)部汁液鋁濃度增加了9

4、2.77%；鋁處理能誘導(dǎo)水稻根尖膜脂過氧化并增加超氧陰離子產(chǎn)生速率；與WT比較，OX1的膜脂過氧化程度較低，其超氧陰離子產(chǎn)生速率下降了19.86%，而SOD、POD和APX活性分別增加了75.00%、6.67%和61.61%。
　?。?）與對(duì)照土壤（鋁濃度為3.85 cmol/kg）比較，鋁處理土壤（鋁濃度為7.79 cmol/kg）明顯抑制根系、地上部株高、分蘗和劍葉的生長(zhǎng)，增加劍葉的SPAD值，其中 OX1的分蘗數(shù)、一個(gè)月相對(duì)

5、株高和相對(duì)劍葉長(zhǎng)比WT分別增加了56.00%、15.22%和10.09%。與WT比較，OX1的莖、葉片磷濃度在鋁處理?xiàng)l件下分別增加了25.00%、26.19%；根系氮濃度分別增加了9.30%；葉片鈣和鎂濃度分別增加了26.90%和88.89%。
　?。?）與對(duì)照土壤比較，鋁處理土壤使兩個(gè)基因型水稻各個(gè)部位（除枝梗）的鋁濃度增加，OX1的根、根莖連接處和莖中鋁濃度比WT分別減少了18.22%、8.65%和11.48%，而葉片和癟殼的