茶树富集铝的特点及耐铝机制研究进展

茶树是一种富集铝的植物,体内的铝含量远远高于其他植物,却不表现出受害症状。本文对铝在茶树中的吸收、运输形式,铝在茶树中的含量和分布特点,铝对茶树生长发育的影响以及茶树耐铝机制4个方面的研究进展作了综述,同时对今后的研究方向作了简要讨论。     

花生基因型耐铝性生物学标定

根据植物耐铝性与其遗传的关系,在花生生态分类学四大类型中,选取40个不同基因型花生,通过组合式溶液培养试验、上培试验和田间试验,结果表明：（1）不同耐铝性花生品种具有不同的生物学特征,在根色、根形、根长、根系体积、植株生长量、叶色、叶形和荚果等具有明显差异;在植物细胞排列、细胞壁厚度、细胞形状以及细胞内的变化等也具有明显差异。（2）通过生物学标定,选择6个典型花生品种划分为高耐、中耐和敏感型三种耐铝基因型。（3）三种耐铝基因型在铅胁迫下,其浓度与花生主根长度、主根生长速率、根系体积、植株生长量和荚果发育量呈极显著负相关,其相关绝对值是敏感型＞中耐型＞高耐型。（4）三种耐铝基因型在溶液培养条件下,铝胁迫临介值分别为5．9、2．9和1．1mg／L,而在土培条件下,铝胁迫临界值（交换性铝饱和度）分别为12％、6％和1％左右。     

麦类作物铝毒害及耐铝机理研究进展

铝害是酸性土壤中作物生长发育的一个主要限制因素。作物耐铝性在种间和品种间存在明显差异。目前有关作物铝毒害及不同耐铝性基因型差异的机理尚不十分清楚，限制了相关育种和栽培工作的开展。近几年来，世界各国针对作物的铝毒害及其耐铝机制进行了大量的研究．并取得了较大进展。本文综述了目前有关铝对麦类作物的毒害及其耐铝机理的研究成果，并简要讨论了今后的研究方向。     

小麦耐铝性的研究

本文阐述了国内外近年来在小麦耐铝遗传、基因定位及外源种属耐铝基因探索方面的研究结果，讨论了外源耐铝基因对提高小麦耐铝性的基因，并报道了在这方面研究所取得的主要成就。     

茶树耐铝聚铝特性及其机理研究进展

酸性土壤占世界可耕作土壤的30%~40%,且呈逐年上升趋势,铝毒是酸性土壤中作物生产的主要限制因素。作为铝富集植物,茶树体内铝含量是其他植物的几十倍,且不表现出根尖生长受抑制及根冠表皮脱落等典型铝毒症状,适宜浓度的铝还能促进茶树的生长。本文主要对茶树铝富集特性、铝在茶树细胞内存在形态及亚细胞分布、茶树对铝的生理响应、茶树耐铝聚铝的可能机理等研究进展进行了综述,并对后续研究思路作了展望。     

外源柠檬酸作用下大豆根尖铝积累规律的研究

耐铝性大豆根系柠檬酸的分泌被认为是缓解铝胁迫的重要方式。设置外源柠檬酸协同铝处理,检测根尖铝积累的荧光染色、根尖铝的相对含量以及处理液中3种不同铝形态的变化情况,旨在探索柠檬酸与大豆根系环境中铝的作用规律,进一步揭示大豆根系分泌物缓解铝毒的机理。结果表明：大豆根尖细胞细胞壁积累铝的现象十分明显,且随着铝处理浓度的增加和处理时间的延长,细胞壁固定的铝逐渐增多;外源柠檬酸存在下,细胞壁铝积累明显减少,浙春3号尤为显著。浙春3号和浙春2号铝积累量随着铝浓度的增大和铝处理时间的延长而呈不同的变化趋势。从铝形态结果分析,可以判断Ala和Alb活性铝的含量变化趋于相同,外源柠檬酸作用下,各浓度梯度的活性铝形态含量均较单铝胁迫时有所降低。综合试验结果可知,植物在接触铝胁迫的初期,自身缓解铝毒的机制是需要时间而呈周期性波动的过程;外源柠檬酸对浙春3号的缓解作用比浙春2号强,一定比例的外源柠檬酸加入可改变大豆自身的耐铝能力,但是超过一定比例就会在某种程度上对植物产生新的酸化毒害。     

小麦耐铝性的研究

本文阐述了国内外近年来在小麦耐铝遗传、基因定位及外源种属耐铝基因探索方面的研究结果，讨论了外源耐铝基因对提高小麦耐铝性的作用，并报道了在这方面研究所取得的主要成就．     

花生耐铝性及遗传改良研究进展

我国南方地区的红黄壤呈酸性或强酸性反应,过量的铝离子使花生作物的生长发育受到铝毒为害.针对花生作物特点,从铝毒为害症状、耐铝机理、花生耐铝种质的鉴定以及耐铝诱变和筛选等方面,综述花生品种遗传改良研究进展.     

16份柱花草材料的耐铝性评价

为了研究不同柱花草品种的铝胁迫差异,利用水培方法,在苗期对16份柱花草材料分别在0、10、30、50、70μmol/L的AlCl3·6H2O溶液中进行铝胁迫研究。分析相对存活率、株高、根长、植物量、质膜透性、丙二醛含量和脯氨酸含量7个指标。结果表明,供试的16份柱花草材料均对铝离子表现出不同的敏感性。其中在70μmol/L的AlCl3·6H2O时,M3和M4的根长表现出较大的敏感性,在50μmol/L的AlCl3·6H2O时,M4和M13的根长表现出较大的敏感性。通过综合评价可知,2001-1、2001-79、热研20号和Nina材料的耐铝性较强,2001-84的耐铝性最弱,其余材料的耐铝性居中。     

大麦耐铝毒机理及遗传改良研究进展

综述了大麦酸铝毒害及其遗传改良研究进展。大麦铝毒害的首要症状是根系的生长发育受阻 ,根系微观结构改变 ,其机制可能包括 :铝引起细胞死亡、缺乏细胞壁合成底物、铝影响DNA合成以及矿质元素吸收等几个方面。大麦可以通过增加根际分泌物如有机酸、多肽等螯合根际铝 ,也可提高根际 pH使铝沉淀 ,减弱铝毒性 ,对进入细胞内的铝也可通过与铝形成无毒的复合物 ,或将铝主动运入液泡中 ,解除内部铝毒。对大麦的遗传研究表明 ,大麦耐铝性是由单基因控制 ,耐铝性不同的品种分别是由多基因座控制。利用苏木精染色等方法已鉴定出一些耐铝材料 ,通过突变体筛选已获得了一些抗铝的大麦品种。运用分子生物学技术 ,有望将小麦耐铝基因导入大麦 ,显著提高大麦耐铝毒的能力     

铝胁迫对黑麦幼苗活性氧系统的影响

为了阐明黑麦对铝毒害的抵御机理,研究了铝胁迫对黑麦幼苗活性氧系统的影响。结果表明,在铝胁迫条件下,黑麦幼苗根伸长生长受到抑制,且随A l3 浓度的增加,抑制程度加重;根尖和叶片的超氧阴离子(O2-)产生速率、H2O2和丙二醛(M DA)含量均随A l3 浓度的增加呈现先增后降的趋势;根和叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性蛋白含量增加,有助于将活性氧控制在一定浓度范围内,可有效地避免活性氧伤害。     

不同小麦品种耐铝性差异的比较研究

为了研究不同小麦品种的铝敏感性差异，以铝敏感品种Scout 66和耐铝材料Atlas 66为对照。分析了小麦主栽品种鄂麦12、鄂麦18、小偃6号和山农1355在不同铝离子浓度条件下根内铝离子的富集和根部有机酸的释放情况。结果表明，供试的4个小麦主栽品种均对铝离子表现出不同的敏感性,其中鄂麦12和小偃6号在铝离子浓度为100μmol／L时表现出较强的敏感性，而鄂麦18和山农1355则在铝离子为150μmol／L表现出较强的敏感性。经铝胁迫后，未检测到4个小麦主栽品种及铝敏感品种Scout 66根尖有机酸分泌的现象，而耐铝小麦品种Atlas66经铝诱导后检测到有明显的苹果酸积累。这些结果说明小麦对铝的耐性与铝诱导的有机酸分泌有关。     

外源有机酸对铝毒胁迫下大豆根系形态的影响

通过添加三种不同浓度的有机酸(柠檬酸、草酸和苹果酸) ,测定铝毒胁迫下大豆的根系活力及主要根系 性状,研究了三种外源有机酸对大豆铝毒害的缓解效应。实验结果显示,三种有机酸在适当低浓度条件下,对大豆 铝毒害都有一定的缓解效果,其中以柠檬酸的缓解效果最好,草酸和苹果酸的缓解效果相当;但当有机酸浓度较高 时,反而会使大豆根系活力降低,根伸长受到抑制;有机酸对浙春2号的缓解作用强于浙春3号, 15d处理的缓解效 果优于30d。     

玉米耐铝毒的基因型筛选

通过玉米发芽和溶液培养试验来研究筛选玉米耐铝酸的直接指标和测定方法.研究表明,不同的玉米基因型之间在耐铝性上存在着很大的差异.在铝胁迫下,玉米幼苗主根明显缩短,并且侧根生长受到抑制.由于根系生长发育不良,导致地上部分茎、叶的生长受阻,造成整个植株的生物量下降,但耐铝玉米基因型下降的幅度比铝敏感基因型小,可以根据这些指标进行基因型的筛选。     

The effect of aluminum treatments on the root growth and cell ultrastructure of two soybean genotypes

Since aluminum (Al) toxicity often negatively affects the growth and production of crops in acidic soil, understanding the mechanisms of plant physiological response to Al toxicity would facilitate the development of more Al-tolerant crops. The objective of this research is, therefore, using transmission electron microscope and spectrophotometer to study the physiology and cell ultrastructure changes of two soybean cultivars of distinctly different sensitivities to Al toxicity, Zhechun 2 (Z.2, Al-resistant) and Zhechun 3 (Z.3, Al-sensitive) after Al treatments. Using these two cultivars, we conducted a 14-day nutrient solution experiment with Al concentrations set at 0, 10, 30, 60 and 90 mg L⁻¹. The results demonstrated that Al inhibited the growth of soybean root systems and severely damaged root cells. In contrast to the Al-resistant cultivar, the Al-sensitive cultivar Z.3 showed a larger plasma membrane permeability than Z.2 when treated with Al. In addition, the root elongation, activity, appearance of root tips and root hair zone were all altered by Al treatments. For example, after the 10 mg L⁻¹ Al treatment, the number of mitochondria had proliferated significantly in the root tip cells; plasmolysis was observed in the 30 mg L⁻¹ Al treatment; and the cell wall had ruptured and the cellular contents had disappeared in the high-level Al treatments. The results of our study showed in detail how soybean roots changed physiologically in response to Al stress.     

Genotypic Difference of Sorghum bicolor in the Callus Formation and Callus Growth on Aluminum–Containing Medium

Abstract

We examined the genetic variation in the callus performance of the Al–tolerant and Al–susceptible genotypes of sorghum (Sorghum bicolor L.) on Al–containing medium. Addition of Al to the medium with a low pH, low Ca and low phosphate resulted in a severe decrease in the percentage of callus formation (GF) in both Al–tolerant and Al–susceptible genotypes. However, the percentage of callus formation in the expiants from Al–tolerant genotypes was higher than that from susceptible genotypes on Al–containing medium. The genotypic difference in the relative growth of calli on Al–containing medium and in the suppression of callus formation by Al was in agreement with that in the hematoxylin staining score. Al might have been considered as a limiting factor that affected the callus growth. There was a significant correlation (r= –0.664*) between the percent relative suppression of callus formation by Al and the percentage of callus formation on Al–containing medium. The callus growth in fresh weight and size on Al –containing medium relative to that on Al–free medium (relative growth on Al–containing medium) was greater in Al–tolerant genotypes than in the other genotypes. The relative growth of callus in fresh weight and size on Al–containing medium significantly correlated (r=–0.820** and r=– 0.956**, respectively) with the percent relative suppression of callus formation by Al. The tissue culture is considered to be a useful tool for selecting Al–tolerant haploids at the callus stage.     

玉米耐铝机理研究初报

以两个具有不同耐铝能力的玉米自交系为研究材料,对玉米的耐铝机理做了初步的研究。结果表明,铝主要通过抑制根系的伸长生长,降低根系吸收水分和养分的能力,从而抑制整个植株的生长。