馬尾松鋁脅迫生理響應(yīng)機(jī)制.pdf

1、馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）是我國南方地區(qū)重要的用材樹種和荒山造林先鋒樹種，具有極高的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價值。近年來，由于土壤酸化加劇，導(dǎo)致土壤活性鋁溶出增加，使馬尾松的正常生長受到了嚴(yán)重的制約。如何提高馬尾松的耐鋁能力，修復(fù)受鋁毒害的馬尾松林生態(tài)系統(tǒng)，是目前馬尾松產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟需解決的重要科學(xué)問題。通過遺傳育種的方法，提高植物本身的耐鋁能力，選育出耐鋁基因型是解決植物鋁毒害的有效途徑。因此，本研究首先對不同種源的2

2、9個馬尾松優(yōu)良家系（基因型）進(jìn)行耐鋁性篩選，并在此基礎(chǔ)上選擇鋁敏感型家系廣東5號的1年生幼苗為試驗(yàn)材料，采用水培法研究了鋁脅迫生境對馬尾松的生長特性、生理特性及營養(yǎng)成分吸收與運(yùn)輸?shù)挠绊?。旨在尋找馬尾松的耐鋁基因型（家系），從理論上揭示馬尾松對鋁脅迫的生理生化響應(yīng)機(jī)制，確定緩解馬尾松土壤鋁毒的技術(shù)措施，為馬尾松林分的穩(wěn)定及高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.鋁脅迫對供試的29個馬尾松家系幼苗根系生長量的影響差異顯著，且

3、這種差異主要由基因型決定的，不同種源馬尾松幼苗根系生長量對鋁脅迫的響應(yīng)沒有明顯規(guī)律性。依據(jù)各馬尾松家系鋁脅迫下的相對根伸長量進(jìn)行聚類分析，將29個馬尾松家系分成耐鋁型、中等耐鋁型和鋁敏感型3大類，其中篩選出廣東22號、福建5號、廣西17號、廣東10號等4個家系為耐鋁型家系，廣東5號等16個家系為鋁敏感型家系。
　　2.鋁脅迫會影響馬尾松的生長。鋁脅迫對馬尾松株高的生長一定的有抑制作用，且隨著濃度的增大，抑制程度逐漸加深。而低濃度（

4、0.2 mmol·L-1）鋁處理能在一定程度上促進(jìn)馬尾松根系和莖的生長，但高濃度的鋁脅迫會明顯抑制其根系和莖的生長，且在根系生長方面這種抑制主要表現(xiàn)在對分枝程度及根面積單位時間的增加量。
　　3.鋁脅迫對馬尾松根系生理特性有顯著影響。能顯著降低馬尾松根系活力，并促使馬尾松根系積累大量丙二醛（MDA），加劇膜脂過氧化。馬尾松根系中的脯氨酸（Pro）和可溶性糖含量也隨著鋁濃度的增大而逐漸升高。鋁脅迫對馬尾松根系中蛋白質(zhì)的含量的影響不顯

5、著，僅當(dāng)鋁濃度達(dá)1.6 mmol·L-1時才有明顯的下降。鋁脅迫會抑制馬尾松根系過氧化物酶（POD）的活性，隨著鋁濃度的增大抑制程度加深，僅在鋁濃度達(dá)1.6 mmol·L-1時有所回升。低濃度的鋁脅迫可提高超氧化物歧化酶（SOD）的活性，而高濃度鋁脅迫對SOD的活性影響不顯著。當(dāng)鋁脅迫濃度大于1.6 mmol·L-1時馬尾松根系多數(shù)生理指標(biāo)均出現(xiàn)了異常反應(yīng)，可能是由于大于1.6 mmol·L-1鋁脅迫時馬尾松根系生理功能遭到嚴(yán)重破壞，影

6、響了馬尾松根系正常生理活動。
　　4.鋁脅迫對馬尾松葉生理特征的影響因濃度而異。中低濃度（小于0.8 mmol·L-1）鋁處理可以促進(jìn)馬尾松針葉中葉綠素a和葉綠素b的合成，并提高葉綠素a和葉綠素b的比值，當(dāng)鋁濃度大于等于0.8 mmol·L-1時，則顯著降低馬尾松針葉中的葉綠素a和葉綠素b的含量并降低葉綠素a和葉綠素b的比值。低濃度（0.2 mmol·L-1）鋁處理能顯著降低馬尾松針葉MDA含量，隨著鋁濃度的增大，馬尾松針葉MDA

7、含量顯著增加。馬尾松針葉中脯氨酸和蛋白質(zhì)含量隨著鋁濃度的增大總體均呈上升趨勢。在鋁脅迫濃度較低時可溶性糖含量顯著降低，隨著鋁濃度的增大其含量無明顯變化，直到鋁濃度達(dá)1.6 mmol·L-1時才有顯著的增長。當(dāng)鋁濃度小于等于0.8 mmol·L-1時，隨著鋁濃度的增大，SOD和POD的活性均呈先上升后下降的趨勢，但當(dāng)Al3+處理濃度超過一定范圍（大于0.8 mmol·L-1）時，馬尾松針葉中SOD和POD活性均顯著降低。
　　5.根

8、系吸收的鋁大部分積累在根系中，向莖葉中運(yùn)輸?shù)暮苌?。?dāng)鋁濃度小于1.6 mmol·L-1時，馬尾松根、莖、葉中鋁的積累量隨著鋁濃度的增大而增大。但當(dāng)鋁濃度大于1.6 mmol·L-1時，根系中的鋁的積累有一定程度的下降，而向莖和葉中的運(yùn)輸量有所增加，且向莖中運(yùn)輸?shù)匿X要多于向葉中的。
　　6.鋁脅迫對馬尾松營養(yǎng)元素的吸收、運(yùn)輸有顯著影響。鋁脅迫能促進(jìn)根系對P的吸收和積累，但抑制其向上運(yùn)輸。低濃度鋁能促進(jìn)Mg的吸收及K、Mg、P的運(yùn)輸，