根部离子流速与铝毒耐性相关

图注：酸性胁迫及酸性/铝毒联合胁迫对拟南芥根部伸长区(上图)及成熟区(下图)H+流速的影响。（正值代表内流，负值代表外排）

 

酸性土壤中，铝（Al）影响植物根部的生长，而酸性（低pH）也影响植物根部的生长，且根部铝毒害与酸性（低pH）毒害的表现一致。这样就给研究人员提出一个问题：植物的耐铝毒与耐酸性之间是否受同一种机制控制？

为了阐明这一问题，澳大利亚研究人员选取四种基因型的拟南芥（野生型、耐铝毒的突变体alr104，铝毒敏感突变体als3和als5）作为研究材料，进行酸性胁迫及酸性/铝毒联合胁迫后，通过非损伤微测技术测定根部H⁺及K⁺流速，同时还测定了根部周围碱化能力、内部钾离子浓度、质膜电势变化（Em）等数据指标。

结果表明，als5和alr104突变体都耐酸性胁迫，alr104还耐酸性/铝毒的联合胁迫，als5及als3的铝毒敏感型基本一致。铝诱导引起的铝毒敏感型突变体（als3及als5）根部伸长区H⁺内流及成熟区H⁺外流强度均比野生型及alr104的强。根部伸长区膜电位（Em）的变化趋势与K⁺流的变化相符：alr104及野生型拟南芥根部伸长区K⁺外流比铝毒敏感型的强。

最后研究人员得到以下结论，alr104的铝毒耐性与膜电位去极化、强K⁺外流、强H⁺内流有关，强H⁺内流导致根系周围土壤碱化，从而缓解酸性及铝毒的联合胁迫作用；als5的耐酸性主要与H⁺的高效吸收有关，而这种吸收可被Al胁迫所终止。以上研究结果为铝毒危害机理提供了有力的实验证据，也为制定土壤铝毒害防治方案奠定了理论基础。

 

关键词：铝毒害(Aluminium toxicity)，H⁺流(H⁺ flux)，K⁺流(K⁺ flux),质膜电势(plasma membrane potential)

参考文献：J. Bose et al. J. Exp. Bot, 2010, 61(11):3163-3175

 

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