杠板歸根系分泌物對錳毒的響應(yīng)研究.pdf

1、本研究首先對南方6種錳超積累或積累植物的錳耐性和積累性進(jìn)行了篩選工作，并從中挑選出錳耐性和積累性最強(qiáng)的杠板歸，采用水培的方式研究其根系分泌物在錳毒脅迫下的分泌特性，主要包括根系分泌物的主要成分和生理生化功能，從不同的水平和層次上闡述了根系分泌物對錳毒的響應(yīng)機(jī)制及耐性機(jī)理，現(xiàn)將主要研究結(jié)果總結(jié)如下：
　　 1、6種錳超積累或積累植物中，美洲商陸、水蓼和杠板歸均達(dá)到了錳超積累植物的標(biāo)準(zhǔn)。其中，杠板歸對錳的積累性最強(qiáng)，在各錳處理濃度下

2、杠板歸的地下部和地上部錳含量均大于其它幾種植物，其地上部錳含量最高達(dá)到18400 mg/kg干重。同時(shí)，杠板歸對錳毒的耐性也最強(qiáng)，主要表現(xiàn)在它的根系生長及植株地上部生物量幾乎不受錳毒脅迫的影響，甚至低濃度的錳處理還會促進(jìn)其根系的生長，而其余5種植物的生長均在一定錳處理濃度時(shí)受到嚴(yán)重抑制。與之相對應(yīng)，經(jīng)錳處理后的杠板歸葉片中的丙二醛、葉綠素及可溶性蛋白含量與對照相比，差異均不顯著（P<0.05）。相反，其余5種植物的可溶性蛋白和葉綠素含量

3、都在一定錳濃度處理后顯著降低（P<0.05），而丙二醛含量則在一定錳濃度范圍內(nèi)顯著增加（P<0.05）。
　　 2、錳毒脅迫下，杠板歸根系分泌物中的蘋果酸含量、檸檬酸含量及總有機(jī)酸含量增加，且隨著錳處理濃度的升高而呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。10 mmol/L錳處理更利于誘導(dǎo)杠板歸根系分泌蘋果酸和檸檬酸。另外，檸檬酸和蘋果酸含量之和與總有機(jī)酸含量的比率在55.51％～88.99％，表明杠板歸根系分泌物中的有機(jī)酸中以蘋果酸和檸檬酸為

4、主。由此推測，杠板歸在錳毒脅迫下通過根系分泌有機(jī)酸（尤其是蘋果酸和檸檬酸）來緩解錳毒害，從而增強(qiáng)其對錳毒的耐性。
　　 3、錳脅迫下杠板歸根系分泌物中的CS活性、PEPC活性均高于對照，且CS活性隨著錳處理濃度的升高而逐漸升高，PEPC活性則隨著錳處理濃度的升高而呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢；MDH活性與對照相比，稍有增加，其隨錳處理濃度的變化趨勢比較平緩。而ACO活性與對照相比，呈現(xiàn)出急劇下降的趨勢，其下降幅度在63.8％～83.

5、2％之間?？梢姡姆N酶活性在錳毒脅迫下的變化趨勢各不相同，這可能與他們在植物中對有機(jī)酸代謝的不同調(diào)控作用有關(guān)。
　　 4、錳毒處理可以促進(jìn)杠板歸根系分泌氨基酸、酚酸和異黃酮，這與一般情況下的逆境脅迫引起植物中的小分子化合物積累相似。相反，1-10 mmol/L錳處理抑制杠板歸根系分泌可溶性糖，高濃度（15 mmol/L）錳處理則對可溶性糖的分泌有一定的促進(jìn)作用。錳毒脅迫下根系分泌物中可溶性糖含量的減少可能是杠板歸作為一種錳超積累

6、植物對錳毒脅迫的一種特異性適應(yīng)反應(yīng)。
　　 5、經(jīng)錳處理后的杠板歸根系質(zhì)膜透性增加，根系分泌物中pH值（除5mmol/L錳處理外）也增加，根系分泌物中的Mn含量隨著錳處理濃度的增加而增加，Ca、Mg、Zn、Fe、Al含量隨著錳處理濃度的增加而呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢。高濃度錳處理下根系金屬元素含量的增加可能與杠板歸根系細(xì)胞質(zhì)膜透性有關(guān)。另外，各處理下金屬元素（除錳外）含量高低順序?yàn)椋篊a> Mg> Zn>Fe> Al，這與植物對

7、不同金屬元素需求量的大小相似。
　　 6、錳脅迫下的杠板歸根系分泌物對土壤難溶性P、K具有一定的活化作用，且1、5 mmol/L錳處理對P、K的活化效果明顯（P<0.05），這可能是低濃度錳處理促進(jìn)杠板歸根系生長的原因之一。另外，錳脅迫下的杠板歸根系分泌物具有一定的自由基清除能力，表現(xiàn)出一般耐性植物抵抗金屬脅迫的特征。DPPH自由基清除率隨著錳處理濃度的升高而呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，這與自由基類物質(zhì)和自由基清除劑類物質(zhì)的濃度比