鋁對(duì)大豆根系生理影響及鋁在根尖細(xì)胞的微區(qū)分布.pdf

1、紅壤地區(qū)的酸鋁影響是限制植物生長的重要因素。為了豐富大豆的耐鋁毒機(jī)理，本文采用水培的方法，選擇鋁耐性不同的大豆，用不同的酸鋁處理(T1:0 mmol·L-1+pH3、T2:0 mmol·L-1+pH4、T3:0 mmol·L-1+pH5、T4:0.5 mmol·L-1+pH5、T5:1mmol·L-1+pH5、T6:1 mmol·L-1+pH3)，在2 h、4 h、6 h、12 h、24 h后測(cè)定與根系生理相關(guān)指標(biāo)。隨著溶液pH降低，根

2、系生長和根系活力受到抑制；根系可溶性蛋白質(zhì)含量(Pr)和抗氧化物酶活性先升高后降低，在T2下最大。在pH5下，隨Al3+濃度的變化，根系長度、根系活力、Pr和超氧化物歧化酶(SOD)活性先增大后減小，在T4下出現(xiàn)最大值；過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性則隨Al3+濃度的增加逐漸增大。T6下對(duì)大豆根系的抑制作用最明顯，根系活力，Pr，抗氧化酶活性達(dá)到各酸鋁處理的最小值，質(zhì)膜透性有最大值。蘇木精染色結(jié)果顯示：T6下，2 h的酸

3、鋁脅迫就可檢測(cè)到鋁的存在，不同根段的鋁含量大小分別是0-0.3 cm>0.6-0.9 cm>0.3-0.6 cm。 比較了長時(shí)和短時(shí)鋁處理下大豆根系的生理特性。結(jié)果表明7 d鋁處理對(duì)大豆根系生長的影響大于12 h的鋁處理。在90 mg·L-1的Al3+下，有最小的根長度，最大的根系質(zhì)膜透性，但對(duì)莖葉部分的影響不大；14 d的Al3+處理對(duì)根系生長的抑制與7 d相差不大，但對(duì)莖葉干重的抑制表現(xiàn)明顯。對(duì)根尖和根毛區(qū)的根系活力比較研究

4、說明鋁作用的主要部位在根尖，對(duì)大豆根尖活力值的影響在12 h下體現(xiàn)；對(duì)根毛區(qū)活力值的影響很小，在14 d下體現(xiàn)。 為了從化學(xué)角度提供鋁毒害鑒定新方法，采用傅立葉變換紅外光譜法(FTIR)、熱重分析對(duì)不同鋁濃度下的大豆根系進(jìn)行研究。相同的波數(shù)范圍內(nèi)，不同Al3+濃度下對(duì)其紅外譜圖的性狀、波數(shù)及吸收峰的多少有所不同，3300 cm-1、2930 cm-1、1542 cm-1和721 cm-1下的吸收峰可作為鑒定大豆鋁毒害的特征峰。3

5、300 cm-1、2930 cm-1特征峰在高濃度Al3+毒害下(60、90 mg·L-1)明顯高于其他濃度特征峰，1542 cm-1下的酰胺II帶特征峰吸收峰在90 mg·L-1下沒有顯現(xiàn)。721 cm-1下的吸收峰帶卻在高濃度Al3+(60、90 mg·L-1)下有表現(xiàn)。不同鋁濃度下的熱重(TG)和差熱(DT)曲線在400-500℃溫度范圍內(nèi)差別最大，TG曲線在大于30 mg·L-1的Al3+處理下質(zhì)量損失減少，表明鋁處理可能使根系

6、木質(zhì)化加重，產(chǎn)生難以燃燒的物質(zhì)；DTA曲線在60、90 mg·L-1的Al3+處理下出現(xiàn)雙峰，可作為大豆鋁毒害的鑒定標(biāo)志之一。 以鋁敏感大豆浙春3號(hào)為材料，利用透射電鏡(TEM:Transmission ElectronMicroscope)-X-射線能譜(EDS:Energy Dispersive X-ray).調(diào)查鋁脅迫下大豆根尖鋁的微區(qū)分布及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的耐鋁性。研究表明，Al3+脅迫導(dǎo)致根尖細(xì)胞細(xì)胞壁不規(guī)則加厚，線粒體數(shù)量

7、增多，核膜膨脹，液泡中存在較多的電子致密沉淀物。90mg·L-1的Al3+處理下，根尖細(xì)胞內(nèi)含物完全降解消失，僅剩細(xì)胞壁。在10 mg·L-1的Al3+處理下EDS在線粒體、-細(xì)胞壁和液泡電子致密沉淀物檢測(cè)到Al；隨著Al3+處理濃度的增大，各細(xì)胞器中Al的質(zhì)量和原子數(shù)百分比逐漸增大。線粒體在60和90 mg·L-1Al3+下，液泡電子致密沉淀物在90 mg·L-1Al3+下，EDS均無法檢測(cè)到Al。細(xì)胞核在60mg·L-1的Al3+處