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研究进展

实验室在植物铝累积研究方面取得进展

发布时间:2013-02-27 【字体:       

    一般认为,铝是生物毒性元素,在几分钟或几小时内,微摩尔浓度的铝,便可抑制大多数植物根系生长,然而,铝对一些喜酸植物有刺激生长的作用。这些植物有些可累积大量的铝,但是,由于实验材料和研究手段的限制,关于植物对铝的吸收和运输过程的研究比较薄弱。

    南京土壤研究所沈仁芳研究员课题组发现,油茶(Camellia oleifera Abel.,常绿灌木或小乔木,我国南方特有的木本油料树种,茶油被誉为“东方橄榄油”)老叶中铝累积高达13.5 g kg-1,种胚铝含量达390 mg kg-1, 其叶片和种子对铝的累积能力远高于一般的铝累积植物如茶树(Camellia sinensis L.)和荞麦(Fagopyrum esculentum Moench.)等,是一种铝的超累积植物(Chen等,2008 39: 1493-1506。Commun. Soil Sci. Plant Anal )。

    近年来,通过一系列的室内实验和野外试验,研究了油茶对铝的吸收和运输过程。发现不仅高效的铝吸收有助于油茶累积铝(Zeng等,2011 21: 358-364。Pedosphere),长距离运输对铝累积也有重要贡献。已有研究证明铝累积植物荞麦叶片铝累积主要由蒸腾作用控制的木质部运输决定的 (Shen等,2001 56: 1683-1687。Journal of Experimental Botany),但是,野外实验发现油菜铝累积与蒸腾强度变化并不完全同步;尽管叶片部分抑制蒸腾实验证明,木质部运输对铝累积的确有重要贡献,然而单独 的木质部运输并不足以解释铝的高累积,因此,我们推测,韧皮部也可能发挥重要作用。通过一系列野外和室内实验证实,铝不仅确实出现在韧皮部,而且能够发生 铝在叶片与叶片、根与根、种子与叶片、叶片与根系和叶片与种子之间的转移和再分配,这些结果充分证明铝可以在油茶韧皮部运输。该研究成果最近发表在 Tree physiology(Zeng等,2013 33: 96-105)上。

    该研究首次证实了铝能够通过韧皮部运输,在理论上补充和完善了植物铝累积和植物体内铝的运输机理。

    该工作受国家自然科学基金会(41025005)等资助,特此致谢。

Figure. Transverse section of oil tea (C. oleifera) petiole after PCV staining. The section was stained with 0.02% PCV in 2.5% hexamine–NH4OH buffer (pH 6.2) for 30 min washed with the same buffer without PCV and observed. The blue-colored tissues indicate localizationof Al. Scale bar = 1 mm.

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