植物地上部对铝毒的生理响应及其耐性

全世界50％以上潜在的可耕地属于酸性土壤,铝毒害是酸性土壤上植物生长最有害因素之一。近年来,为了阐明植物铝毒害及其耐性,前人已进行了大量的研究,并有一些综述性文章发表。然而,大多数文章主要综述铝对植物根系的影响及其耐性,因为根生长受抑是最早的铝毒害症状之一和溶液培养时最容易辨认的铝毒害症状。为此,本文综述了铝对植物地上部光合作用、光保护系统、水分利用效率、含水量、碳水化合物含量、矿质营养、有机酸和氮代谢的影响,并对富铝植物的解铝毒机制（铝与小分子有机酸螯合和把铝隔离在对铝不敏感的表皮细胞和液泡内）进行了综述。本文还对植物耐铝遗传学和分子生物学及今后需要研究的问题进行了讨论。     

铝超积累植物和铝排斥植物吸收和累积铝的机理

研究了香港茶园天然生态系统中铝超积累植物和铝排斥植物包括茶树（Camellia sinensis L.）、多花野牡丹（Melastoma affine L.）、假苹婆（Sterculia lanceolata L.）、大罗伞紫金牛（Ardisia crenata L.）、相思树（Acacia formosa L.）和红楠（Machilus thunbergii Machilus thunbergii L.）对铝吸收和累积的机理。6种植物新鲜根和茎的pH值变化范围为3-6,不同部位全铝含量变化幅度为13-12810mg/kg（干重,下同）。新鲜植物组织的pH值是控制植物对铝吸收、转运和累积的最重要的因素。植物中的铝浓度随其pH值降低而显著增加。供试6种植物可分为两组：一组是铝排斥植物,其pH值大约6,叶中含铝量范围为17-151mg/kg,包括假苹婆、大罗伞紫金牛、相思树和红楠;另一组是铝超积累植物,其pH值为3和4.5,叶中含铝量范围为7820-12810mg/kg,包括茶树和多花野牡丹。铝超积累植物新鲜根中水溶性铝与全铝的比例（0.11-0.88）高于铝排斥植物根中的比例（0.04-0.07）。相同趋势可见于茎和叶中,特别在多花野牡丹茎叶中。结果表明：新鲜根、茎和叶中水溶性铝与全铝的比例高可以增加植物从土壤-植物系统中铝的迁移速率,导致较高的铝吸收累积。根际和非根际土壤的pH值有显著差异。通常,象多花野牡丹一样的铝超积累植物,其组织pH值低,降低了根限pH,使土壤中铝更容易吸收。铝排斥植物增根际土壤的pH值,以避免根对铝的高量吸收。     

铝胁迫下植物根系的有机酸分泌及其解毒机理

酸性土壤中的铝毒害问题,已成为限制植物生长发育的主要因素之一.耐铝植物通过根系分泌有机酸来解除或减轻铝的毒害是外部解铝毒的重要机制.文章对铝胁迫下植物根系分泌有机酸的种类,有机酸解铝毒机理、解铝毒能力,有机酸分泌方式及调控其分泌的主要因素等相关研究进行综述.     

微生物铝毒害和耐铝毒机制研究进展

在酸性土壤中,铝毒是限制农作物生产的关键问题之一,铝同样对微生物产生毒害作用。研究微生物的铝毒害和耐铝毒机制可以为植物耐铝毒机制的研究提供一种新视角。目前的研究表明,铝作用于微生物细胞的细胞壁、细胞膜、细胞核和细胞器,影响微生物的物质和能量代谢,抑制微生物的生长和发育。针对这些毒害作用,铝毒耐受微生物通过多途径全方位的机制适应外界的铝毒环境。该文结合作者的研究工作,综述了微生物的铝毒害和耐铝毒机制。     

植物耐铝的生物化学与分子机理

某些耐铝植物在铝胁迫下分泌有机酸被认为是一个重要的抗性机制.从根系分泌出来的有机酸能与根际的Al3 结合,形成无毒性的螯合物,从而减轻了铝对根系的毒害.但是,铝诱导有机酸分泌的中间环节及调节机制至今仍不清楚.一些证据表明,铝能激活根尖细胞质膜内的阴离子通道,因而可以调节有机酸的分泌.近年来,人们开始注意一些信号分子如蛋白激酶、水杨酸等介导铝诱导有机酸的分泌,已经获得一些成果.同时,铝胁迫基因的分离和鉴定也为人们从分子水平上研究和认识铝胁迫下植物的抗性机制奠定了基础.     

模拟酸雨对主要酸性土壤中铝的溶出及形态的影响

本文研究了模拟酸雨对主要酸性土壤中铝的溶出及形态变化的影响。结果表明,模拟酸雨对土壤酸化的影响较小,但对土壤铝的溶出却影响明显,尤其在pH<4.0时;模拟酸雨对不同类型土壤的影响是不同的,其中以高度风化的酸性土壤较为敏感。模拟酸雨对土壤游离铝形态的影响是重要的,酸处理后,交换性铝略有增加,无定形活性铝增加较多,而有机络合态铝有减少的趋势。这表明在酸雨的长期作用下,铝终将转化为交换性铝和水溶性铝而进入环境并危害生态系统。     

植物铝毒害及遗传育种研究进展

本文简单概述了目前植物铝毒害及遗传育方面的研究进展,Al^3 可以通过与细胞骨架的作用,影响根的正常生理功能和形态建成,植物可以通过根尖分泌有机酸或磷酸等将离子态的为成螯合态的铝,通过吸收H^ 提高根尖周围的pH,将Al^3 变成难溶性的Al(OH)3或磷酸铝从而解 除铝毒害,也可以通过在细胞内与Ａl^3 形成无毒害的复合结构从而解除铝毒害,国外通过基因工程和突变体筛选已经获得了一批耐铝的植物材料,国内一些研究者通过变体筛选也获得了一些耐铝的植物材料,对植物耐铝性的遗传研究表明,植物的耐铝性既可以是受单基因控制的,也可以是受多基因控制的。     

植物铝毒害及遗传育种研究进展

本文简单概述了目前植物铝毒害及遗传育种方面的研究进展。Al3+可以通过与细胞骨架的作用,影响根的正常生理功能和形态建成。 植物可以通过根尖分泌有机酸或磷酸等将离子态的铝变成螯合态的铝,通过吸收H+提高根尖周围的pH,将Al3+变成难溶性的 Al(OH)3或磷酸铝从而解除铝毒害, 也可以通过在细胞内与Al3+形成无毒害的复合结构从而解除铝毒害。国外通过基因工程和突变体筛选已经获得了一批耐铝的植物材料,国内一些研究者通过突变体筛选也获得了一些耐铝的植物材料。 对植物耐铝性的遗传研究表明, 植物的耐铝性既可以是受单基因控制的,也可以是受多基因控制的。     

茶树铝、氟富集研究进展

茶树是铝、氟超富集植物,过量铝、氟累积于叶片严重威胁了人类健康,了解铝、氟在茶树体内的代谢机理对降低茶叶中的铝、氟含量很有必要。本文系统阐述了茶树对铝、氟吸收、转运、累积和解毒的最新研究进展,推测了茶树对铝、氟吸收、转运及解毒的机制,提出了今后茶树铝、氟富集研究的方向。     

铝佐剂的吸附作用及其在疫苗中的应用

铝佐剂(aluminum adjuvant)是人用疫苗生产中应用最广泛的一种佐剂,已使用了近百年。随着研究者对铝佐剂的研究深入,人们对铝佐剂的理化性能、吸附效果、吸附后抗原结构及稳定性变化的了解越来越全面。缓冲溶液、pH、离子强度及其他相关辅料影响铝佐剂对疫苗抗原的吸附作用和吸附后抗原结构的稳定性。这些吸附条件的变化对改进疫苗制剂配方、优化疫苗生产工艺提供重要参考。同时,随着多种新型疫苗的研发,疫苗对佐剂的要求越来越高。新型纳米铝佐剂和复合佐剂因具有较高的免疫增强功能成为铝佐剂研究的新方向。现就目前常用铝佐剂的理化性能、铝佐剂对抗原的吸附作用、吸附对抗原结构稳定性的影响及新型铝佐剂的研究作一概述。     

植物G蛋白与植物防卫反应

近年来, 植物G蛋白(包括异三聚体G蛋白和小G蛋白)的存在及其信号调控途径已经成为人们研究细胞信号转导过程的热点问题。从多种植物细胞中相继分离克隆出多个与动物G蛋白同源的编码植物G蛋白的基因, 并且植物G蛋白的种类和数量有其独特性。植物G蛋白在植物细胞跨膜信号转导中发挥重要的作用, 参与多种生命活动的调控。本文主要综述了植物G蛋白参与植物防卫反应调节作用的研究进展。     

植物基因工程改善生物质能利用的研究进展

利用植物木质纤维资源发酵生产乙醇越来越受到人们的重视,但是要实现工业化生产仍然存在很多难题。最近,利用植物基因工程技术,改善植物自身性状,包括减少植物自身细胞壁中木质素含量、细胞中积累表达纤维素酶和木聚糖酶等方法,使自生产生的生物质更利于降解利用。目前,对这种新的能源转基因植物的研究取得了一定进展。