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广西科学 2023年第3期30卷 513-523页

作者：陈钊铭李鹏陈虎杨章旗广西师范大学生命科学学院广西桂林541006 广西壮族自治区林业科学研究院广西南宁530002 广西优良用材林资源培育重点实验室(广西壮族自治区林业科学研究院) 广西南宁530002 广西马尾松工程技术研究中心广西南宁530002

为明晰磷铝胁迫下马尾松(Pinus massoniana Lamb.)苗期的生长变异规律,筛选出耐低磷酸铝型优良家系,本文以马尾松二代种子园54个优良家系幼苗为研究对象,对磷铝胁迫下其株高、地径、主根长和干重等生长指标进行测定并计算其耐低磷酸铝... 详细信息

为明晰磷铝胁迫下马尾松(Pinus massoniana Lamb.)苗期的生长变异规律,筛选出耐低磷酸铝型优良家系,本文以马尾松二代种子园54个优良家系幼苗为研究对象,对磷铝胁迫下其株高、地径、主根长和干重等生长指标进行测定并计算其耐低磷酸铝胁迫系数,将各指标的耐胁迫系数作为耐胁迫评价指标,运用相关性分析和因子分析将7个耐胁迫指标降维归纳为3个综合指标,并使用隶属函数法加权计算出综合评价值——D值,综合评价不同家系马尾松幼苗的耐低磷酸铝特性,并利用系统聚类分析进行分等定级。结果表明:低磷酸铝胁迫下,不同家系马尾松幼苗的生长均受到抑制,株高、主根长和地下部干重积累受抑制最严重;除株高与根冠比、地上部干重与根冠比呈负相关外,其他各指标之间呈正相关。家系间D值为0.155-0.919,17号家系耐低磷酸铝特性最好,25号家系最差。综上,低磷酸铝胁迫下,马尾松的长势特征为体矮径细,其干物质的积累受抑制、分配方式发生改变,使得其根冠比大幅度减少。

关键词：马尾松磷铝胁迫生长规律评价筛选

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桉树幼苗对磷铝胁迫的适应性反应机制

桉树幼苗对磷铝胁迫的适应性反应机制

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作者：吴柳杰广西大学

学位级别：硕士

桉树是我国华南地区最重要的速生用材林树种。然而,我国南方速生桉林地土壤有效磷含量低且土壤pH值大多低于4.5,活性铝含量较高。因此,桉树推广栽培过程必然面临着低磷和铝胁迫的现实。但是该地区土壤全磷丰富,即土壤上植物缺磷属于“... 详细信息

桉树是我国华南地区最重要的速生用材林树种。然而,我国南方速生桉林地土壤有效磷含量低且土壤pH值大多低于4.5,活性铝含量较高。因此,桉树推广栽培过程必然面临着低磷和铝胁迫的现实。但是该地区土壤全磷丰富,即土壤上植物缺磷属于“遗传学缺磷”。因此,利用植物耐铝及自身磷素利用潜力筛选、种植抗性品种是挖掘土壤潜在的磷素资源、解决酸性土壤上植物缺磷和铝毒问题的有效途径,而揭示桉树幼苗对低磷、铝毒胁迫环境的适应性机制是挖掘利用植物耐铝及磷素利用潜力的前提。因此,本文以巨尾桉为材料,研究桉树幼苗对难溶性磷的吸收利用能力以及对缺磷胁迫或磷铝胁迫的适应性反应,旨在为我区的酸性土壤资源利用及林业可持续发展提供依据。主要研究结果如下:1.桉树幼苗对难溶性磷酸铝有很强的吸收利用能力缺磷培养液中加入难溶性磷酸铝、磷酸铁后,桉树幼苗的株高、根长和生物产量均显著增加,并且植株对磷的吸收量也分别达到对照处理（3.26 mg·plant-1）的95.40%和46.01%,说明桉树幼苗具有较强的吸收利用难溶性磷酸盐的能力,且对磷酸铝的吸收能力较磷酸铁的强。2.缺磷诱导根系分泌的多酚可溶解难溶性磷酸盐并促进桉树生长缺磷诱导根系酚类物质的分泌及其在植株地上部的积累。缺磷胁迫下9号桉树幼苗根系分泌的酚类显著高于对照处理,新叶酚类物质的含量甚至达到对照处理的2.76倍。根系分泌的酚类物质能促进桉树幼苗在低磷胁迫环境下对难溶性磷酸盐的吸收和植株生长。采用大孔径树脂将缺磷培养液中的多酚吸附并加入磷酸铁于培养液中培养10 d后,桉树幼苗地上部物质产量显著降低,比对照处理（4.19±0.12DWg.plant-1）的降低了 14.56%。将难溶性磷酸盐加入到含多酚类物质的根系分泌物后,缺磷处理分泌物溶液中磷浓度显著高于对照（+P）处理。相反,将缺磷培养液中的酚类物质吸附并加入难溶性磷酸盐后（-Phenol-P+FeP）,植株吸磷量显著减少。-Phenol-P+FeP处理植株吸磷量为1.37mg·plant-1,比对照处理的降低了 34.45%。3.桉树幼苗对铝毒或磷铝双重因素胁迫的适应性反应铝毒或磷铝双重因素胁迫下,抑制根系多酚类物质的分泌而促进草酸的分泌。在0、10、30、50μmolL-1的AlC13处理24h后,桉树幼苗根系酚类物质的分泌量均随着Al处理浓度的增加而减少。然而,草酸的分泌量随着铝胁迫浓度的增大和时间的延长而增加。并且,缺磷培养的幼苗在铝胁迫下其根系草酸分泌显著高于对照。根系分泌的有机酸阴离子具有很强的络合铁铝的能力。并且能溶解难溶性磷酸铁、磷酸铝。综上所述,桉树幼苗具有较强的难溶性磷吸收能力。桉树幼苗可能存在某些高效机制适应铝毒和缺磷的环境:缺磷胁迫下,桉树幼苗通过增加根系生长、分泌的有机酸和多酚类物质溶解土壤中的难溶性磷并促进植株磷的吸收以适应缺磷环境;铝毒或磷铝双重因素胁迫下,植株主要通过分泌草酸并抑制多酚类物质的分泌,00一方面,螯合铝解除铝的毒害,另一方面螯合铁释放铁结合态的难溶性磷增加有效磷溶解,进而有利于磷的吸收。

关键词：桉树幼苗磷胁迫磷铝胁迫根系分泌物

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低磷和铝毒耦合胁迫对杉木叶片抗坏血酸——谷胱甘肽循环的影响

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热带作物学报 2018年第5期39卷 873-880页

作者：罗红艳石零珊汪凤林陈潇潇曹光球林思祖叶义全福建农林大学林学院福建福州350002 国家林业局杉木工程技术研究中心福建福州350002

为揭示抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环在杉木适应低磷和铝毒胁迫中的作用,以耐低磷和铝毒胁迫的杉木家系YX3及对低磷和铝毒胁迫敏感的杉木家系YX12为试验材料,研究不同处理下[对照处理(CK)、低磷处理(-P)、铝处理(Al)和低磷加铝处理(-... 详细信息

为揭示抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环在杉木适应低磷和铝毒胁迫中的作用,以耐低磷和铝毒胁迫的杉木家系YX3及对低磷和铝毒胁迫敏感的杉木家系YX12为试验材料,研究不同处理下[对照处理(CK)、低磷处理(-P)、铝处理(Al)和低磷加铝处理(-P+Al)]2个杉木家系叶片中As A-GSH循环代谢关键酶的变化规律。结果表明:不同胁迫处理下(-P、Al和-P+Al),2个杉木家系的丙二醛(MDA)含量均显著高于各自对照(-P处理下YX12叶片MDA含量除外),而且在Al和-P+Al处理下,耐性杉木家系YX3叶片中MDA含量均小于敏感型杉木家系YX12。进一步分析表明,与各自对照相比,不同胁迫处理增加了2个杉木家系叶片中的As A和DHA含量,同时提高了其叶片中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,而且除DHA含量外,在-P、Al和-P+Al处理下耐性杉木家系YX3叶片中APX、GR、MDHAR、DHAR和As A含量均高于敏感型杉木家系YX12。此外,耐性杉木家系YX3叶片中还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及As A/DHA值和GSH/GSSG值均高于敏感型家系YX12。因此,上述结果表明在不同胁迫条件下,杉木幼苗通过提高叶片抗氧化物质含量和As A-GSH循环关键酶活性来清除过量的活性氧,减轻胁迫诱导的氧化损伤;不同胁迫处理下,2个杉木家系叶片抗氧化物质含量及As A-GSH循环中关键酶活性响应的差异表明耐性杉木家系YX3具有较高的As A—GSH循环效率和抗氧化物质再生能力,从而有效抑制胁迫诱导的氧化损伤,这可能是其具有较强耐性的重要原因之一。

关键词：磷铝胁迫杉木抗坏血酸谷胱甘肽

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杉木耐低磷和铝毒种质资源筛选及其耐性生理机制研究

杉木耐低磷和铝毒种质资源筛选及其耐性生理机制研究

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作者：石零珊福建农林大学

学位级别：硕士

杉木具有速生、材质优良和干型通直优美等特点,是我国南方一种优良的造林树种,同时因其对贫瘠、干旱和铝毒等环境的适应能力强,因此它也是贫瘠的园林绿化用地土壤上理想的绿化树种。它不仅能显著改善城市景观,还能充分发挥园林绿化的生... 详细信息

杉木具有速生、材质优良和干型通直优美等特点,是我国南方一种优良的造林树种,同时因其对贫瘠、干旱和铝毒等环境的适应能力强,因此它也是贫瘠的园林绿化用地土壤上理想的绿化树种。它不仅能显著改善城市景观,还能充分发挥园林绿化的生态功能,因此在园林绿化中占据一定地位。由于杉木喜酸性土壤,这种土壤属于我国南方山地常见的富铁铝化酸性土壤,研究表明低磷和铝毒是酸性土壤中限制植物生长的主要障碍因子,然而,目前关于杉木如何适应磷铝耦合胁迫潜在的机理尚不完全清楚。因此,本试验以72个杉木优良家系为研究材料,通过对供试杉木优良家系生长情况进行分析以及对不同处理下不同杉木家系氧化损伤相关指标进行测定并结合隶属函数法进行综合评价,以期对杉木优良家系的耐低磷和铝胁迫能力做出定性分析,随后选取耐低磷和铝胁迫差异显著的2个杉木家系,开展杉木耐磷铝耦合胁迫的潜在机理研究,以期为杉木园林种植选择提供理论依据,使其在城市园林建设中得到推广。主要研究结果如下:1.用隶属函数法对生长于黄心土上的72个杉木家系的生物量（地径、株高、侧枝）进行比较,发现杉木家系3号,26号,5号显著高出平均值,分别比其高出24.44%、24.22%、8.85%,杉木家系22号,55号,12号显著低于平均值,分别比其低了 22.00%、28.67%、31.94%。因此,初步研究结果得出抗性较强的3个杉木优良家系为3号、5号、26号,而抗性较弱的3个杉木优良家系为22号、55号、12号。2.用生理学方法,分析了不同处理（有磷无铝（CK）、有磷有铝、无磷有铝、无磷无铝）下6个杉木家系叶片在不同时间段的MDA含量、可溶性蛋白含量和根系活力。结果表明6个杉木家系在不同胁时间和不同处理下,6个杉木家系叶片MDA含量、可溶性蛋白含量和根系活力都存在显著差异。随着胁迫时间的延长6个杉木家系的MDA含量都是先增加后降低。可溶性蛋白含量都有增加的趋势,根系活力都有降低的趋势,但不同家系走势不同。综合分析得出磷铝耦合胁迫下6个杉木家系的抗性由强到弱分别为:3号＞26号＞5号＞55号＞22号＞12号,该结果与生物量评价结果基本一致。3.结合上述初步筛选评价结果,我们选出杉木家系3号（耐低磷和铝胁迫）和12号杉木家系（对低磷和铝胁迫敏感）共2个家系通过沙培模拟磷铝耦合胁迫[共4种处理（有磷无铝（CK）、有磷有铝、无磷有铝、无磷无铝）]研究磷铝耦合胁迫对杉木不同家系AsA-GSH循环系统及相关保护酶活性的影响。结果表明,在不同处理下杉木家系12号和3号的抗氧化系统保护酶（CAT、POD、SOD和PPO）和ASA-GSH循环相关酶活性存在显著差异。与对照相比,在不同处理下,杉木家系12号和3号的保护酶和GR、APX、MDAR、DHAR活性都增加,且3号的增幅大于12号。ASA和DHA含量都增加,3号的ASA含量增幅大于12号,DHA含量增幅小于12号,且在有磷有铝、无磷有铝、无磷无铝处理下杉木家系12号和3号的ASA/DHA分别为0.85、1.60、1.60和1.88、1.99、1.89。在有磷有铝处理下杉木家系12号和3号的GSH和GSSG含量都增加,且3号的GSH增幅大于12号,GSSG增幅小于12号;在无磷有铝和无磷无铝处理下12号和3号的GSH和GSSG含量都降低,且3号的GSH降幅小于12号,GSSG降幅大于12号。且在有磷有铝、无磷有铝、无磷无铝处理下杉木家系12号和3号的GSH/GSSG的比值分别为3.35、4.77、5.09和5.64、7.23、5.32。抗氧化酶的活性越高,抗氧化物ASA/DHA和GSH/GSSG值越大,抗性越强。说明3号家系可能通过增加抗氧化酶和抗氧化剂的值来清除活性氧（ROS）,进而增强其对磷铝耦合胁迫的耐性。

关键词：杉木磷铝胁迫生理生化家系

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