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南方4种草本植物对铝胁迫生理响应的研究

刘鹏, 徐根娣, 郭水良, 汪敏

植物生态学报 2005, 29 (4): 644-651. DOI: 10.17521/cjpe.2005.0086

摘要（5255）

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不同的植物对铝胁迫的生理响应不同, 因而对铝毒的耐性也不相同。设置5种铝浓度,进行砂培法处理,研究了4种我国南方红壤广泛分布的草本植物——牵牛(Pharbitis nil)、望江南(Cassia occidentlis)、光头稗(Echinochloa colonum)和合萌(Aeschynomene indica)的种子萌发、光合色素、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、质膜透性(MP)、过氧化氢酶 (CAT) 活性以及过氧化物酶 (POD)活性的变化。结果表明铝对4种植物的生理特性都有明显的影响。4种植物的种子在10 000 mg·L^-1 Al³⁺处理条件下都不能萌发。2 000 mg·L^-1 Al³⁺处理都不利于4种植物的生长,与对照相比,2 000 mg·L^-1 Al³⁺处理时4种草本植物叶绿素和叶绿素总含量显著降低(p<0.05);MDA含量和MP显著增加(p<0.05);脯氨酸含量极显著增加(p<0.01);POD和CAT活性极显著降低(p<0.01)。中低铝(80和400 mg·L^-1)处理时,牵牛和合萌与对照相比,MP和MDA含量降低,POD和CAT活性升高;望江南的反应与牵牛和合萌的反应相反;光头稗在80 mg·L^-1 Al³⁺处理时,与牵牛和合萌的变化一致,在400 mg·L^-1 Al³⁺处理时,则相反。植物在中低铝处理条件下,通过维持较高的POD和CAT活性和脯氨酸、叶绿素含量,较低的MP和MDA含量来增加其对铝的耐性。

铝处理 Al³⁺ treatment (mg·L^-1)	叶绿素含量 Chlorophyll content	牵牛 Ipomeanil pharbitisnil	望江南 Cassia occidentlis	光头稗 Echinochloa colonum	合萌 Aeschynomene elaphroxylon
0	a	1.840±0.02^a	2.597±0.03^a	2.549±0.04^a	2.315±0.03^a
	b	0.862±0.02^a	1.314±0.01^a	1.428±0.02^a	1.404±0.01^a
	a+b	2.802±0.04^a	3.911±0.03^a	3.967±0.05^a	3.719±0.04^a
80	a	1.938±0.02^a	2.661±0.02^a	2.675±0.03^a	2.437±0.02^a
	b	0.894±0.01^a	1.347±0.02^a	1.772±0.02^b	1.426±0.02^a
	a+b	2.832±0.03^a	4.008±0.05^a	4.247±0.06^b	3.863±0.02^a
400	a	1.951±0.03^a	2.724±0.02^a	2.660±0.04^b	2.534±0.03^b
	b	1.086±0.04^a	1.218±0.01^a	1.787±0.03^b	1.793±0.02^a
	a+b	3.037±0.05^a	3.942±0.04^b	4.470±0.03^b	4.372±0.05^a
2 000	a	1.639±0.03^b	2.141±0.03^b	2.240±0.04^b	1.971±0.03^b
	b	0.860±0.02^a	0.924±0.02^b	1.360±0.03^a	1.415±0.04^a
	a+b	2.499±0.06^b	3.065±0.05^b	3.600±0.06^b	3.386±0.07^b

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表2 铝对4种草本植物叶绿素含量的影响(平均值±标准差)

正文中引用本图/表的段落

研究结果(表2)表明,铝对4种植物叶片叶绿素含量的趋势基本相同,即随着铝处理的浓度从0增加至400 mg·L-1,各种类叶片的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量都逐渐升高,其中以合萌的增量最大,在400 mg·L-1 Al3+处理时叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量分别较对照增加9.46%、27.71%和17.56%。2 000 mg·L-1 Al3+处理时,各种类叶片叶绿素含量明显下降,叶绿素a和叶绿素总含量都处于各处理中最低水平(与对照的差异都达到显著水平,p<0.05),其中和对照时相比,以望江南叶片叶绿素含量下降的幅度最大,叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量分别较对照时降低17.56%、29.68%和21.63%,而合萌叶片的叶绿素a和叶绿素总含量下降幅度最少,分别下降了6.22%和3.58%,牵牛的叶绿素b含量下降最少,只下降了0.232%。上述结果表明,中低浓度(80和400 mg·L-1)的铝处理对这些植物叶片的叶绿素含量的增加有利,而高浓度(2 000 mg·L-1)的铝处理使叶绿素含量明显降低,各种类间叶片的叶绿素含量对铝反应程度也存在一定的差异,合萌叶片的叶绿素含量在中低浓度(80和400 mg·L-1)的铝处理下增加最多,在高浓度(2 000 mg·L-1)的铝处理下减少最少,而望江南反之。

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