铝胁迫下蓼属植物和饭豆根系有机酸分泌特性研究

论文摘要

铝(Al)毒是酸性土壤上影响作物产量和植物生长的主要限制因子之一。筛选得到高抗Al的植物种类或品种,并进一步阐明植物的抗Al机制,是选育和通过生物技术手段创建适应酸性Al毒土壤上生长的植物的经济有效的手段。Al诱导植物根系分泌有机酸是迄今为止公认的一种最为重要的植物抗Al机制,但Al调控有机酸分泌的过程还没有完全明确。为深入理解Al调控有机酸分泌的过程,本文研究了三种蓼属植物(Polygonum)的抗Al程度与其生长地域土壤性质之间的关系,并从酸性土壤地区筛选得到一中度抗Al的作物一饭豆(Vigna umbellate [Thunb.]Ohwi&Ohashi),继而以这几种植物为材料,从有机酸分泌在植物抗Al中的作用,有机酸分泌时间模式比较,共质体和质外体Al在诱导有机酸分泌中的作用以及金属元素镁(Mg)提高Al诱导有机酸分泌的机制等多方面研究了Al胁迫下蓼属植物和饭豆根系有机酸的分泌特性,结果概述如下: 1.蓼属植物的抗Al性比较及其抗Al机制源自强酸性土壤上的萹蓄(Polygonum aviculare L)和酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L)具有特殊高抗Al性,而中性土壤上的本氏蓼(Polygonum bungeanum Turcz)对Al极敏感。三种野生蓼属植物的抗Al程度与其生长地域土壤的pH值及活性Al含量密切相关,因而得出土壤环境是寻找发现高抗Al植物的良好指示。Al胁迫下三种蓼属植物根系的草酸分泌量与其抗Al程度正相关,与根尖的Al含量负相关,当草酸的分泌受抑时,加重了根系受Al抑制的程度,所以Al诱导草酸的分泌是蓼属植物的重要抗Al机制。与同属蓼科的荞麦相比,抗Al的萹蓄和酸模叶蓼都不是Al累积植物,尽管它们的抗Al性分别高于及等同于荞麦,而它们的有机酸分泌量远远低于荞麦,可知,除Al诱导有机酸的分泌外,萹蓄和酸模叶蓼还拥有其它有待于进一步探明的抗Al机制。 2.萹蓄和饭豆在Al胁迫条件下有机酸分泌特性的比较

论文目录

致谢

摘要

Abstract

图表目录

List of Tables and Figures

第1章铝对植物的毒害及植物的抗铝机制

1.1 引言

1.2 Al对植物的毒害

1.2.1 Al毒的形态

1.2.2 根尖是Al毒的作用位点

1.2.3 质外体Al的毒害

1.2.4 共质体Al的毒害

1.3 植物的抗Al机制

1.3.1 外部排斥机制

1.3.2 内部解毒机制

1.4 本章小结

1.5 参考文献

第2章铝诱导植物根系有机酸的分泌及其调控机制

2.1 引言

2.2 Al诱导不同植物分泌不同有机酸

2.3 有机酸的解Al毒能力及解Al毒机制

2.4 有机酸解Al毒的实验证据

2.5 有机酸的两种分泌模式

2.6 Al诱导植物根系有机酸分泌的调控因素

2.6.1 有机酸代谢

2.6.2 细胞膜上阴离子通道的开启

2.6.3 其它因素

2.7 研究前沿-以生物技术手段提高Al诱导植物根系有机酸的分泌量

2.8 问题的提出及拟解决的问题

2.9 参考文献

第3章酸性及中性土壤上蓼属植物的抗铝性及其抗铝机制

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 植物材料

3.2.2 土壤pH值及活性Al含量测定

3.2.3 蓼属植物的发芽及培养

3.2.4 A.对根伸长的影响

3.2.5 根尖 Al含量测定

3.2.6 间隔Al处理实验

3.2.7 收集分泌物

3.2.8 根系分泌物中有机酸的测定

3.2.9 阴离子通道抑制剂对有机酸分泌及根伸长的影响

3.3 实验结果

3.3.1 三种蓼属植物的抗Al性

3.3.2 间隔Al处理实验

3.3.3 Al诱导蓼属植物根系分泌草酸

3.3.4 PG对萹蓄草酸分泌及根伸长的影响

3.4 讨论

3.5 本章小结

3.6 参考文献

第4章萹蓄和饭豆在铝胁迫条件下根系有机酸分泌特性的比较

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 植物材料与培养

4.2.2 饭豆的抗Al性及Al诱导根系分泌柠檬酸

4.2.3 Al诱导萹蓄和饭豆根系有机酸分泌的时间段实验

4.2.4 蛋白质合成抑制剂对萹蓄及饭豆根系有机酸分泌的影响

4.2.5 阴离子通道抑制剂对萹蓄及饭豆根系有机酸分泌的影响

4.2.6 Al对萹蓄及饭豆根尖有机酸含量的影响

4.2.7 有机酸的测定

4.3 实验结果

4.3.1 不同Al浓度下饭豆的相对根伸长量及根系柠檬酸的分泌量

4.3.2 Al胁迫下萹蓄与饭豆根系有机酸分泌时间比较

4.3.3 蛋白质合成抑制剂CHM对两种植物根系有机酸分泌的影响

4.3.4 Al对萹蓄及饭豆根尖有机酸含量的影响

4.3.5 阴离子通道抑制剂对萹蓄和饭豆根系有机酸分泌的影响

4.4 讨论

4.5 本章小结

4.6 参考文献

第5章质外体和共质体铝在调控萹蓄根系有机酸分泌中的作用

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.2.1 植物培养与NaCl预处理

5.2.2 根系细胞膜完整性检测

5.2.3 果胶质含量的测定

5.2.4 根尖总Al含量的测定

5.2.5 萹蓄根尖草酸含量的测定

5.2.6 Al诱导萹蓄根系草酸的分泌

5.2.7 有机酸的测定

5.2.8 细胞壁的提取

5.2.9 Al在细胞壁上的吸附动力学实验

5.3 实验结果

5.3.1 NaCl预处理后萹蓄根尖细胞膜的完整性

5.3.2 NaCl预处理对萹蓄根尖果胶质含量及Al在根系细胞壁上吸附动力学的影响

5.3.3 NaCl预处理对根尖Al积累动力学的影响

5.3.4 NaCl预处理对Al诱导萹蓄根系草酸分泌及根内草酸含量的影响

5.4 讨论

5.5 本章小结

5.6 参考文献

第6章镁改善铝毒作用机制探索

6.1 引言

6.2 材料与方法

6.2.1 植物材料与培养

6.2.2 根伸长实验

6.2.3 收集根系分泌物

6.2.4 根尖Al，Ca和 Mg的积累

+-ATPase抑制剂矾酸钠盐对有机酸分泌的影响'>6.2.5 不同浓度H⁺-ATPase抑制剂矾酸钠盐对有机酸分泌的影响

6.2.6 根系分泌物中有机酸的测定

6.2.7 质膜提取

+-ATPase活性测定'>6.2.8 质膜H⁺-ATPase活性测定

6.3 实验结果

6.3.1 Mg对Al毒的专一性改善效果

6.3.2 微摩尔浓度Mg提高Al诱导饭豆根系柠檬酸分泌量

6.3.3 Al，Ca及 Mg在根尖的积累

+-ATPase抑制剂VA对柠檬酸分泌的影响'>6.3.4 H⁺-ATPase抑制剂VA对柠檬酸分泌的影响

+-ATPase活性的影响'>6.3.5 Al和Mg对H⁺-ATPase活性的影响

6.4 讨论

6.5 本章小结

6.6 参考文献

第7章研究总结、创新点及展望

附录本论文所用试剂及仪器缩写的中英文对照

研究生期间发表的论文情况

铝胁迫下蓼属植物和饭豆根系有机酸分泌特性研究

论文摘要

论文目录

相关论文文献

猜你喜欢