氮磷供應對羽扇豆排根形成與有機酸分泌的影響.pdf

1、排根形成和有機酸分泌是植物適應低磷脅迫的一種重要機制。羽扇豆是研究排根形成及適應缺磷機制的重要材料，其中自羽扇豆已成為排根形成研究的模式植物。本研究采用營養(yǎng)液培養(yǎng)，以適應不同環(huán)境條件的白羽扇豆、黃羽扇豆和紫羽扇豆三種羽扇豆為試材，探討了不同供氮水平下低磷對白羽扇豆排根形成和質(zhì)子釋放的影響，比較了低磷誘導的三種羽扇豆排根形成、質(zhì)子釋放和有機酸分泌的種間差異。在模擬生物固氮條件下，研究了低磷對羽扇豆排根形成和有機酸分泌動態(tài)規(guī)律的影響，并探討

2、了固氮與硝態(tài)氮供應條件下低磷脅迫效應的差異。針對紫羽扇豆適應石灰性土壤的特點，定量研究了外部pH和磷營養(yǎng)對紫羽扇豆排根形成、質(zhì)子釋放和有機酸分泌的影響。主要結(jié)果如下： 1．供硝態(tài)氮條件下，低磷促進了白羽扇豆排根的形成；低氮促進、高氮抑制排根的形成；適宜供氮促進低磷對排根的誘導。低磷提高了質(zhì)子的釋放，高氮抑制了質(zhì)子的釋放。結(jié)果表明硝態(tài)氮供應水平影響排根的形成，也制約低磷對排根的誘導。 2．在供硝態(tài)氮條件下比較了三種羽扇豆對

3、低磷脅迫的響應規(guī)律。低磷誘導黃羽扇豆形成類排根，但促進白羽扇豆、紫羽扇豆形成大量排根：低磷增加了三種羽扇豆質(zhì)子釋放速率，缺磷脅迫下，質(zhì)子釋放速率的順序是白羽扇豆>黃羽扇豆>紫羽扇豆；低磷提高了三種羽扇豆檸檬酸的分泌速率，以及根表酸性磷酸酶的活性，活性增加順序是白羽扇豆>黃羽扇豆>紫羽扇豆。這表明低磷顯著改變了羽扇豆的根形態(tài)，促進不同羽扇豆排根或類排根的形成，增加羽扇豆質(zhì)子的釋放、檸檬酸的分泌以及酸性磷酸酶的活性。 3．在固氮條件

4、下研究了低磷對黃羽扇豆和紫羽扇豆根形態(tài)與有機酸分泌動態(tài)規(guī)律的影響。缺磷誘導黃羽扇豆從25天開始形成類排根、紫羽扇豆自16天開始形成排根：缺磷導致兩種羽扇豆質(zhì)子釋放增加，黃羽扇豆質(zhì)子釋放的增加從16天開始出現(xiàn)，質(zhì)子釋放部位主要集中在新生根或根的新生段；紫羽扇豆質(zhì)子釋放從22天開始增加，主要集中在成熟和新生排根區(qū)；缺磷誘導黃羽扇豆、紫羽扇豆檸檬酸分泌速率增加；也提高了根表酸性磷酸酶的活性。結(jié)果表明羽扇豆對缺磷脅迫的響應是一個長時間的誘導過程

5、，缺磷脅迫增加了羽扇豆對質(zhì)子和檸檬酸的分泌速率，質(zhì)子釋放具有明顯的時空變異規(guī)律。 4．比較了固氮與硝態(tài)氮條件下黃羽扇豆和紫羽扇豆對低磷脅迫響應規(guī)律的差異。在缺磷脅迫條件下，與生物固氮相比，硝態(tài)氮處理提高了黃羽扇豆類排根和紫羽扇豆排根的形成。硝態(tài)氮供應顯著抑制了質(zhì)子的釋放。低磷提高了紫羽扇豆檸檬酸的分泌，而低磷只促進了供應硝態(tài)氮的黃羽扇豆分泌檸檬酸。低磷條件下硝態(tài)氮處理進一步增加了紫羽扇豆酸性磷酸酶活性。結(jié)果表明，缺磷誘導羽扇豆排

6、根形成和有機酸分泌的效應受供氮形態(tài)影響與羽扇豆種類有關(guān)，硝態(tài)氮供應促進了低磷對排根、類排根的誘導，使缺磷誘導的質(zhì)子釋放受到抑制，提高了低磷條件下酸性磷酸酶的活性。 5．低磷條件下，高pH進一步提高了紫羽扇豆排根形成、質(zhì)子釋放和檸檬酸分泌；低磷抑制了陰離子H<,2>PO<.4><'->和SO<,4><'2->的吸收，高pH增加了陽離子ca<'2+>，Na<'+>和Mg<'2+>吸收，從而導致質(zhì)子釋放顯著增加，這主要與過量陽離子的吸