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。     

植物适应铝毒胁迫的生理及分子生物学机理

铝毒是酸性土壤上限制作物生长最重要的因素,严重影响着全世界和中国大约40％和21％耕作土壤的作物生产．近几十年来,世界各国针对植物的铝毒及其耐铝机制进行了大量的研究,并取得了较大进展．文中重点综述了植物适应铝胁迫基因型差异筛选方法及其鉴定技术、植物适应铝胁迫的生理基础及分子生物学机制等方面的研究进展,简要讨论了今后的研究方向．     

丹波黑大豆GmbHLH30转录因子耐铝功能初步研究

铝毒是酸性土壤作物生长的主要限制因素。前期研究发现,铝胁迫下,耐铝型丹波黑大豆SSH(suppression subtractive hybridization,SSH)cDNA文库中bHLH30转录因子基因上调表达,推测该基因与丹波黑大豆耐铝性相关。克隆GmbHLH30基因,构建GmbHLH30植物表达载体pK2-35S-GmbHLH30,并在烟草中过量表达获得转GmbHLH30的转基因烟草植株。在铝胁迫下,转GmbHLH30的转基因烟草相对根伸长率比野生型烟草大,可溶性糖和脯氨酸含量高,H2O2水平低。表明GmbHLH30基因的过量表达可以增强植物的耐铝能力,暗示GmbHLH30转录因子参与调控植物的耐铝特性。     

植物苹果酸和柠檬酸通道蛋白基因的研究进展

铝毒是酸性土壤中抑制植物生长和减少作物产量的主要因素。近年来研究表明植物主要通过根部有机酸通道蛋白将小分子有机酸阴离子转运到细胞膜外来缓解铝毒。本文综述了植物中编码铝诱导的苹果酸转运蛋白和多药及毒性复合物的排出转运蛋白两种耐铝基因,并从基因克隆、蛋白质同源性比较、基因表达调控、基因的功能和应用以及预测耐铝基因作用模式等方面进行了阐述;同时对这些耐铝基因的应用前景进行了展望。     

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。     

不同决明基因型的耐铝特性

在铝浓度120 mg·L-1条件下,通过溶液培养试验,研究了40个决明品种(系)对铝毒的反应.比较了不同基因型各性状的相对耐性值及其与综合评价系数的相关性.结果表明:相对株高、相对根系干物质量、相对地上部干物质量和相对根系活力可作为决明耐铝毒基因型筛选的重要指标.40个品种(系)中,86134R2、2208、3170、316、2211、2232的耐铝毒能力较强,属于耐铝毒的决明基因型,而34721R1、92985、3184的耐铝毒能力较弱,属于铝敏感的决明基因型.     

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。     

酸性土壤上植物应对铝胁迫的过程与机制

铝胁迫是酸性土壤上影响作物产量最重要的因素之一.目前,全球土壤酸化程度进一步加剧了铝胁迫.植物可通过将铝离子与有机酸螯合储藏于液泡和从根系中排出铝毒.排出铝毒主要通过苹果酸转运蛋白ALMT和柠檬酸转运蛋白MATE的跨膜运输来实现.编码ABC转运蛋白和锌指转录因子的基因与植物抗铝胁迫有关.这些抗铝毒基因的鉴别使得通过转基因和分子标记辅助育种等生物技术来提高农作物的抗铝毒能力成为可能.最后提出了植物抗铝胁迫研究中需要解决的关键问题及今后的研究方向.