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摘要
铝毒是影响酸性红壤上作物生长的重要限制因子之一。传统上,人们往往通过改土、施肥等措施来改良土壤,但这些措施不仅需要投入大量的人力、物力,而且难以取得较好的经济和生态效应,因此,在改土施肥的同时,通过遗传改良途径来提高大豆(GlycinemaxL.)耐铝毒特性对经济持久地利用酸性红壤具有重要意义。本试验以磷效率差异明显的两个大豆品种(磷高效品种BX10;磷低效品种BD2)为材料,系统地研究了铝胁迫下大豆柠檬酸的合成和分泌,并探讨了磷营养在大豆耐铝毒中的作用。结果表明:
1、铝胁迫时,与BD2相比,BX10维持较高的根长和较低的铝吸收,表明磷高效品种BX10的耐铝毒能力强,而磷低效品种BD2的耐铝毒能力相对较弱。
2、一定铝处理范围内(0-50μmol/LAlCl3),大豆柠檬酸分泌随铝处理浓度增加而增加,BX10比BD2具有较高的柠檬酸分泌量,且外源加入柠檬酸能缓解铝毒胁迫,这表明铝诱导柠檬酸分泌是大豆一种重要缓解铝毒机制。去地上部后明显降低后期铝诱导柠檬酸的分泌,表明地上部在大豆柠檬酸持续分泌过程中具有重要作用。
3、铝处理(50μmol/L)时,大豆根系内源柠檬酸浓度有降低趋势,地上部没有明显变化。铝处理对大豆根系柠檬酸合酶活性没有明显影响,但BX10地上部柠檬酸合酶活性增加了25.4%-37.2%。BX10比BD2具有较高内源柠檬酸浓度和柠檬酸合酶活性。在对照和铝处理时,低磷和高磷处理对大豆内源柠檬酸浓度和柠檬酸合酶活性没有显著影响。上述结果表明,铝诱导大豆柠檬酸的合成与分泌是一个系统过程,卷入了根系与地上部的共同调节机制。
4、长期铝、磷间隔试验发现:铝对大豆根系和地上部养分吸收(钾、钙、镁)没有明显影响,但增加根系磷的吸收,且BX10根系比BD2具有较高的磷吸收和铝累积,表明在根部磷对铝的固定可能是大豆一种重要的缓解铝毒机制。
上述研究结果可为遗传改良大豆耐铝毒特性提供工作基础。