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铝对马尾松菌根化幼苗抗逆生理和根尖细胞超微结构的影响

2024-02-15分类号:S791.248

【作者】刘海燕   李快芬   陈后英   丁贵杰
【部门】贵州大学贵州省森林资源与环境研究中心/贵州省高原山地林木培育重点实验室/林学院  贵州省植物园  国家林业和草原局西南喀斯特山地生物多样性保护重点实验室  贵州省国有龙里林场  
【摘要】[目的 ]不同Al~(3+)水平下,研究马尾松菌根/非菌根幼苗的生理、根尖细胞超微结构的变化以及Al的亚细胞分布,分析菌根化苗木对铝的响应及其耐铝性,为外生菌根真菌提高寄主植物耐铝性和育苗造林应用提供理论依据。[方法 ]以半年生菌根和非菌根马尾松苗为材料,采用砂培盆栽浇铝法,分别设置0、0.2、0.4、0.8mmol·L-1 Al~(3+)(AlCl_3)处理,分析其根系抗氧化酶活性和MDA含量等生理指标变化,Al的亚细胞分布,通过组织染色观察根尖ROS和MDA分布,并观察根尖超微结构变化。[结果 ](1)随外源[Al~(3+)]的升高,马尾松菌根/非菌根苗根系SOD、CAT、POD活性和MDA含量均呈总体上升趋势,在高铝(0.8 mmol·L-1)水平时,抗氧化酶活性和MDA含量最大,且非菌根苗受到铝的影响程度更大;(2)随外源[Al~(3+)]的升高,马尾松根尖吸收的铝含量显著增加,且菌根苗吸收的铝含量显著高于非菌根苗;(3)从细胞超微结构和Al的亚细胞分布看,大量Al~(3+)首先与细胞壁结合,细胞内的Al~(3+)与生物膜强烈结合,使细胞器物质向外渗漏作用加强,干扰细胞核和线粒体等的各种调节过程。而由于菌根对铝的吸附作用,降低了侵入细胞内的铝离子含量,保护亚细胞器结构的同时也维持了细胞的基本功能,从而缓解铝毒性。[结论 ]铝处理使马尾松根系抗氧化酶活性和MDA含量增加,0.4 mmol·L-1以上的铝浓度产生明显铝毒害症状。而菌根可以通过吸收更多的铝降低铝毒害,并提高植物耐铝能力,这很可能是马尾松菌根苗的一个重要外部抗性机制。
【关键词】菌根  马尾松  耐铝性  抗氧化酶  细胞超微结构  亚细胞分布
【基金】国家“十三五”重点研发项目(2017YFD0600302);; 贵州省科技计划项目后补助计划项目(黔科合平台人才[2018]5261);贵州省科技计划项目重点实验室项目(黔科合平台人才[2019]5102号)
【所属期刊栏目】林业科学研究
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