论文摘要
紫花苜蓿(Medicago sativa L.)属多年生的牧草,豆科,其初花期的粗蛋白含量为16%～20%,具有丰富的营养价值。紫花苜蓿在世界上的分布范围极广,对农牧业具有极为重要的作用。酸性土壤中过量的铝(A1)会对植物造成毒害,其中最明显的伤害反应是对主根伸长的抑制。先前的研究发现一氧化氮(nitric oxide; NO)参与植物的金属胁迫响应。近年在动物中的研究发现,氢气(H2)具有选择抗氧化的特性,并在抗炎以及抗胁迫等方面具有重要的作用。但是,目前还没有证据证明H2参与植物对Al迫的响应。因此本实验采用富氢水(HRW)探查H2对Al胁迫下紫花苜蓿主根伸长抑制的影响以及相关的机理。其研究结果如下：1.HRW预处理能够缓解由Al胁迫诱导的紫花苜蓿幼苗主根伸长的抑制。酸性条件(pH4.5)下Al能够显著抑制苜蓿幼苗主根的伸长,且在一定范围内呈现出浓度依赖性,进一步实验中选择抑制效果约为50%的AICl3浓度(150μM)；当外源加入不同浓度HRW预处理后,Al对主根伸长的抑制作用被不同程度缓解,其中50% HRW的缓解效果最好,其对地上部的植物生长抑制也有明显的缓解作用,并能降低Al在根部组织中的积累,但在共处理情况下的缓解作用则不明显；2.一氧化氮(nitric oxide, NO)参与Al胁迫诱导的紫花苜蓿幼苗主根伸长的抑制过程。NO清除剂(PTIO及cPTIO)预处理均能显著缓解Al诱导的紫花苜蓿主根伸长的抑制,效果与HRW类似。而NO释放化合物(SNP)与Al类似,能够显著抑制主根的伸长。3.HRW通过降低内源NO的含量来缓解Al胁迫对根的抑制。使用PTIO、SNP、HRW不同组合处理的研究表明,内源NO的减少能够有效地缓解Al胁迫。激光共聚焦(LSCM)以及电子顺磁共振(EPR)的结果还表明,HRW外源预处理能够显著降低Al诱导的紫花苜蓿幼苗根部的NO积累,其效果与NO清除剂相类似,而与NO释放化合物相反。HRW与NO合成酶硝酸还原酶(NR)抑制剂的作用效果.是相似的,表明NR可能参与了Al毒害的胁迫响应。上述研究表明,HRW缓解Al诱导的苜蓿主根伸长的抑制过程与下调NO含量有关。