Response and tolerance of root border cells to aluminum toxicity in soybean seedlings

合集下载

植物逆境生理第七章铝毒害及植物的耐铝机制

min后，可被洗脱出来。对于慢线性阶段的铝吸收， Petterson等(1989)认为是铝进入共质体，Zhang等 (1989)则认为铝在质外体的代谢依赖性结合，并非进入共质体。此外，还发现铝吸收有时间和温度依赖性，以及依赖于细胞生长。（三）铝的转运铝被吸收后，主要在细胞壁与果胶质结合，而大量积累于质外体，但能否跨质膜进入细胞质是令人感兴趣而又没有得到解决的问题。大量分析技术的发展如 XPS (x-ray photoelectron spectroscopy) 、 EDXMA (energy-dispersive xray analysis) 、PIXE (patticle-induced x-ray emission) 、 SIMS (secondary ion mass spectrometry) 、 LAMMA (lase microprobe mass analysis)、
后紧密结合到质膜外空间，如此大大增加了通过内吞作用的吸收速率。Al-柠檬酸盐复合物可能是另一重要跨膜运输的铝种类。在酸性PH中，中性的Al-柠檬酸盐复合物占多数，这些中性化合物可通过质膜脂双层，然而，目前还没有检测到这种化合物的跨膜运输。这些结果为认识抗铝的内在机制打下了良好基础。然而，也有人指出，在测量处理前简单的水冲洗或拧檬酸、苹果酸等浸泡，只有不到95%的细胞壁结合铝被洗脱出来。同时，根据已有文献，铝进入细胞质流量在5～3000 nmol·g-1FW·h-1，这几乎与单价阳离子的跨膜流量相似，而通常认为随离子电荷增加，跨膜流量会下降，与细胞壁负电荷结合增加。因此，铝跨质膜流动可能是铝测量之前没有。
第七章铝毒害及植物的耐铝机制第一节铝对植物的毒害作用第二节植物的抗铝机制第三节缓解铝毒害的措施及研究展望第七章铝毒害及植物的耐铝机制第一节铝对植物的毒害作用第一节铝对植物的毒害作用三铝毒害机理的研究进展第一节铝对植物的毒害作用铝是自然界含量最多的金属元素占地壳总重量的745

大豆生长素运输基因

大豆生长素运输基因English:The transport of auxin, a plant hormone responsible for regulating various aspects of plant growth and development, plays a crucial role in soybean plants. The transport of auxin is mediated by a family of proteins known as AUXIN TRANSPORTER PROTEINS (AUX/LAX). These proteins are located in the plasma membrane of plant cells and facilitate the movement of auxin across various tissues and organs. In soybean, several AUX/LAX genes have been identified and characterized. For example, GmPIN1 encodes an AUX/LAX protein that is involved in polar auxin transport, which is important for embryogenesis and root development in soybean. Another gene, GmLAX5, is involved in the transport of auxin in soybean nodules, which are essential structures for nitrogen fixation. Additionally, GmPIN2 and GmLAX3 have been found to regulate auxin transport in soybean leaves and stems, playing roles in leaf development and stem elongation, respectively. Furthermore, the expression patterns of these genes can be influenced by various environmental factors, such as light, nutrient availability, and stress conditions. Therefore, understanding the function and regulation of these auxin transportergenes in soybean can provide valuable insights into the mechanisms underlying soybean growth and development, as well as the plant's response to different environmental cues.中文翻译:大豆植物中，生长素的运输起着关键作用，生长素是一种植物激素，负责调节植物生长和发育的各个方面。

植物SOS响应对环境胁迫的生理保护机制

植物SOS响应对环境胁迫的生理保护机制为生存和繁衍后代，植物需要适应各种环境胁迫的挑战。

环境胁迫包括盐逆境、干旱、高温、低温、毒素和缺乏养分等，这些胁迫能使植物的生长和发育受到抑制，威胁植物的稳定和生存。

植物在面对这些挑战时，需要采取一系列的响应措施来适应和抵御胁迫。

在这些响应措施中，SOS响应是一个重要的生理保护机制。

SOS响应起源于植物细胞外部的生理信号，其缩写代表钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)的信号传递通路。

SOS响应通过引发离子通道、转运体和次级信号分子的动态变化，然后激活和整合一系列保护机制，从而促进植物对盐逆境的适应性反应。

SOS1是SOS响应中的核心蛋白，SOS1转运体可以调节细胞膜上的钠离子的吸收和排出，从而对盐逆境产生影响。

当植物根部遭受盐胁迫时，钠离子的积累会使细胞内、外离子浓度梯度失衡，从而抑制植物的生长和发育。

SOS响应可以通过促进SOS1的表达和活性，增强细胞中钠的耐受性，以应对盐胁迫的影响。

此外，SOS响应还可以通过调节植物盐和水分平衡的途径来保护植物。

植物在遭受盐胁迫时，会引发水分亏缺和脱水等问题。

SOS响应可以通过调节黄嘌呤二核苷酸类似物（在植物中作为第二信使分子）的活性，从而提高细胞对水的吸收能力。

此外，SOS响应还可以促进根系发育和增强渗透调节的能力，帮助维持植物的盐和水分平衡。

总之，植物面对各种环境胁迫时，SOS响应是其生理保护机制之一。

SOS响应可以通过多种途径，包括调节钠、钙、钾等离子的转运和吸收，调节水分吸收和促进根系发育，以及增强细胞对盐逆境的耐受性等。

这些措施有助于保护植物免受环境胁迫的危害，确保其生存和繁衍。

Errta

WU Tian-ci et al. I Journal of Integrative Agriculture 2020, 19(11): 2616-262726272007. A novel ERF transcription activator in wheat and its induction kinetics after pathogen and hormone treatments. Journal o f Experimental Botany, 58, 2993-3003.Zhou X G, Wang J, Peng C F, Zhu X B, Yin J J, Li W T, He M,Wang J H, Chern M S, Yuan C, Wu W G, Ma W W, Qin P, Ma B T, Wu X J, Li S G, Ronald P C, Chen X W. 2016. Four receptor-like cytoplasmic kinases regulate development and immunity in rice. Plant Cell and Environment, 39, 1381-1392.Zhou Y B, Liu C, Tang D Y, Yan L, Wang D, Yang Y Z, Gui JS, Zhao X Y, Li L G, Tang X D, Yu F, Li J L, Liu L L, Zhu Y H, Lin J Z, Liu X M. 2018. The receptor-like cytoplasmic kinase STRK1 phosphorylates and activates CatC, therebyregulating H2〇2 homeostasis and improving salt tolerance in rice. The Plant Cell, 30, 1100-1118.Zhu X L, Lu C, Du L P, Ye X G, Liu X, Coules A, Zhang Z Y,2017. The wheat NB-LRR gene TaRCRI is required for host defence response to the necrotrophic fungal pathogen Rhizoctonia cerealis. Plant Biotechnology Journal, 15, 674-687.Zhu X L, Yang K, Wei X N, Zhang Q F, Rong W, Du L P, Ye XG, Qi L, Zhang ZY. 2015. The wheat AGC kinase TaAGCI is a positive contributor to host resistance to the necrotrophic pathogen Rhizoctonia cerealis. Journal of Experimental Botany, 66, 6591-6603.Executive Editor-in-Chief ZHANG Xue-yongManaging editor WANG NingErrtaFor the paper, GsMAPK4, a positive regulator of soybean tolerance to salinity stress, published in Journal o f Integrative Agriculture 2019, Vol. 18, No. 2, on page 377, the labels of data were wrong when the experiments had been done, and now we find this mistake, the picture of Fig. 5-A and C needs to be replaced. The authors express their regret to all the readers for the misuse.Fig. 5 NaCI tolerance of transgenic T4 soybean varieties at the seed germination stage. A, comparison in germination rate between the soybean seeds from transgenic T4 plants and wild-type (WT) plants cultivated in half-Murashige and Skoog (h-MS) medium or human serum albumin (HSA) medium. B, comparison in growth of seedlings between the seedlings from transgenic T4 plants and nontransgenic plants cultivated in h-MS or HSA medium. C, comparison of NaCI tolerance between transgenic plants and WT plants after treated with and without 200 mmol L_1 NaCI. h-MS medium, half-strength solid MS medium, pH 5.8; HAS medium, high saline soil, half-strength solid MS medium supplemented with 200 mmol L*1NaCI pH 9.0.。

光经多胺氧化酶调节大豆下胚轴木质素的合成

光经多胺氧化酶调节大豆下胚轴木质素的合成苏国兴1，2刘友良1。

*（1南京农业大学生命科学学院，南京农业大学大豆研究所，农业部大豆改良中心,南京，210095；2苏州大学生命科学学院，苏州，215006）摘要：为揭示光诱导多胺氧化降解与细胞壁木质素合成关系，我们研究了在光（16h/d）和黑暗生长条件下，大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)下胚轴的生长、多胺氧化酶、二胺氧化酶、过氧化物酶活性以及H2O2、木质素含量的变化。

结果表明，光照明显抑制大豆下胚轴的生长，促进多胺氧化酶、二胺氧化酶和过氧化物酶活性，增加H2O2和木质素的积累。

H2O2含量与木质素的积累成正相关关系（R2=0.9688）。

H2O2是多胺氧化酶、二胺氧化酶催化多胺氧化降解的主要产物之一。

光照促进多胺氧化酶、二胺氧化酶的活性，意味着它们对H2O2的积累有贡献。

但多胺氧化酶和二胺氧化酶活性在光照下的增加量小于H2O2的积累，暗示在光照条件下植物体内的其它生理过程参与H2O2的产生。

在过氧化物酶的催化下，植物利用H2O2将酚类物质氧化交联形成木质素。

在黑暗中生长的大豆黄化苗下胚轴的多胺氧化酶、二胺氧化酶、过氧化物酶活性和H2O2含量呈下降趋势，木质素含量变化不大。

在光照处理的同时，用不同浓度的2-羟乙基酰肼和氨基胍处理根部2天，在抑制多胺氧化酶、二胺氧化酶活性的同时，显著降低了在光照生长条件下大豆下胚轴的H2O2和木质素含量。

实验结果为光照通过促进多胺氧化酶、二胺氧化酶活性，增加H2O2在胞壁中的积累而促进细胞木质素的合成，调节植物细胞分化的假设提供了依据。

关键词：多胺氧化酶；H2O2；木质素；2-羟乙基酰肼；大豆能使多胺类物质氧化的酶类泛称为多胺氧化酶(Polyamine oxidases PAO)，其广泛分布于高等植物的细胞壁中(Cervelli et al.,2000)。

又可分为两类，含Cu和含FAD的氧化酶，前者对二胺底物如腐胺、尸胺有强的亲和力而特称为二胺氧化酶(Diamine oxidases DAO)。

4种葫芦科植物对酞酸酯的胁迫反应与吸收

福建农林大学学报（自然科学版）Journal of Fujian Agriculture and Forestr^^ University (Natural Science Edition)第46卷第6期 2017年11月4种葫芦科植物对酞酸酯的胁迫反应与吸收张明\游广永\崔军2,欧阳琰1(1.环境保护部南京环境科学研究所，江苏南京210042;2.盐城师范学院江苏省盐土生物资源研究重点实验室，江苏盐城224002)摘要：通过水培方法，研究了 4种不同葫芦科植物对酞酸酯的胁迫反应与吸收作用.结果表明，黄瓜、南瓜、丝瓜在一系列 P A E s浓度胁迫下其常见生理指标变化差异不大，在低浓度时对某些指标还具有促进作用，在一定范围内对P A E s具有较好的耐受能力.对D B P的吸收作用，黄瓜和南瓜根部含量远大于冬瓜和丝瓜（P<0.05);除冬瓜外，其余三种植物的地上部 D B P含量均大于根部的含量（P<0.05).对D EH P的吸收作用，4种植物的根部含量均远髙于各自地上部的；冬瓜和黄瓜根部含量明显大于南瓜和丝瓜(P<0.05);南瓜地上部的含量显著大于其余三种植物地上部的含量（P<0.05).4种葫芦科植物对D B P和D EH P的吸收能力强于一些常见的叶菜类植物.黄瓜和南瓜比其余两种葫芦科植物对D B P和D EH P均有更强的吸收能力，是P A E s修复的潜力植物，较适于在酞酸酯污染土壤中种植.关键词：酞酸酯；植物修复；葫芦科；胁迫反应中图分类号：S154.1 文献标识码： A 文章编号：1671-5470(2017)06-0618-05D O I:10.13323/ki.j.fafu( nat.sci.) .2017.06.004Stress response and absorption of 4 Cucurbitaceae plants to PAEsZHANG Ming1,YOU Guangyong1,CUI Jun2,OUYANG Yan1(1.Nanjing Institute of Environmental Sciences，Ministry of Environmental Protection，Nanjing，Jiangsu 210042，China；2.Jiangsu Provincial Key Laboratory of Bioresources in Coastal Saline Soils，Yancheng Teachers' University，Yancheng，Jiangsu 224002，China)A b s t r a c t: Changes in the growth and physiological characteristics of 4 different Cucurbitaceae plants grown in phthalate esters (PAEs) contaminated water was studied under laborator^^ simulation testing. The results showed that physiological indexes of Cucu-mis sativus，Cucurbita moschata and Luffa cylindrical changed little under PAEs stress，and PAEs even enhanced some physiological indexes at low concentration. C.sativus，C.moschata and L.cylindrical had good tolerance to PAEs in certain range. DBP contents in roots were higher in C.sativus and C.moschata than Benincasa hispida and L.cylindrical( P<0.05). Apart from B.hispida，DBP contents were higher in aboveground parts than root for 3 other kinds of Cucurbitaceae ( P < 0.05). DEHP contents were higher in aboveground parts than roots for all 4 plants (P<0.05). DEHP contents were higher in the roots of B.hispida and C.sativus than C. moschata and L.cylindrical(P<0.05)，while DEHP content was highest in the aboveground parts of C.moschata(P<0.05). The absorbability of DBP and DEHP for all 4 Cucurbitaceae plants were stronger than common leafy plants. Although，absorbabilities of C. sativus and C.moschata were stronger than L.cylindrical and B.hispida，so they were potential to be applied to remediate PAEs contaminated soil.K e y w o r d s：phthalate acid ester；plant remediation；Cucurbitaceae；stress response酞酸酯（phthalic acid esters,PAEs),又称邻苯二甲酸酯,是环境激素类的有机化合物[l],广泛用于各类塑料制品、包装材料、医疗用品及化妆品等.塑料产品的生产、使用、丢弃和处置过程伴随着PAEs的大量释放，从而污染了大气、水体和土壤环境[2].在自然条件下,PAEs具有较强的反应活性，容易被降解，水溶性低，脂溶性高⑴，但土壤理化性质的差异导致PAEs在土壤中呈现特殊的环境行为[2],以及土壤独特的结构体系，导致PAEs在其中大量富集，并影响到土壤环境质量和农产品质量，威胁到环境安全[3].我国土壤总体上均已遭受PAEs不同程度的污染，含量一般在g •kg_1至m g •kg_1数量级[4].土壤中的 PAEs通过挥发、淋溶、植物吸收等不同途径进入大气、水体、植物等自然介质中[5,6],对生态系统的结构和收稿日期：2017-02-15 修回日期：2017-03-20基金项目：江苏省自然科学基金项目（B K20130421);国家环境保护公益性行业科研专项（201409055).作者简介：张明（1982-),男，助理研究员.研究方向：生态修复与保护■Email:Z ha11gmi11g@.通讯作者崔军（ 1982-),男，博士，副教授.研究方向：生态学、土壤生物地球化学及生物炭研究.Email:jscj2004@ .第6期张明等:4种葫芦科植物对酞酸酯的胁迫反应与吸收• 619 •功能的稳定性构成潜在危害，引发全球性环境污染和人类健康风险[7].土壤PAE S通过食物链延伸或生产生活中的直接接触进入人体[8]，会干扰人体正常内分泌，扰乱生殖系统和生长发育功能[9].此外，长时间暴露于某些PAES化合物将会影响机体免疫功能，产生“致突、致畸和致癌效应”[|()].因此,开展区域土壤 PAES植物修复技术研究，不仅有利于制定PAES污染土壤的修复治理措施,而且对保障生态环境与人类健康具有重要意义.目前国内外对酞酸酯污染物与植物之间的相互作用研究，更多地侧重于植物吸收修复方面，对酞酸酯污染物如何影响植物生长的报道较少[11]，对葫芦科植物的胁迫性影响更是鲜有报道.本试验以4种葫芦科植物为材料,初步探讨了不同葫芦科植物在对酞酸酯的胁迫反应和吸收作用，旨在为酞酸酯污染土地的农作物栽培和土壤修复提供依据.1材料与方法1.1植物培养受试植物为丝瓜(雅绿六号）、南瓜(蜜本三号）、冬瓜（铁柱168)及黄瓜（抗病二号）.在胁迫试验中，种子发芽后于1/4 Hoagland水培液中育苗两周，待长出两片真叶后，转移至装有100 m L的1/4 Hoagland 水培液中.分别从500、2 500、5000和10 000 m g •L_|的DBP和DEHP混合甲醇溶液中取0.1 mL加入到 100 mL水培液中,配成总PAEs浓度分别为1、5、10和20 m g •L_1的加标水培液.每种植物每个浓度4个重复.空白对照(CK)加入等量的甲醇.每3天更换1次营养液并重新加入相应浓度的PAES.22天后收获植物，测定植物相关生理指标.在植物吸收试验中，DBP和DEHP的处理浓度均为10 m g •L-1，其余与胁迫试验一致. 1.2植物根系形态测定根系形态特征使用加拿大Regent Instruments公司生产的WinRHIZO根系分析系统进行测定.将根系样品放置在30X40 cm树脂玻璃槽内，并注水至3~4 mm深，使根系充分散开，双面光源扫描根系，经专用数字化软件（WinRHIZO2008a)分析后获得根长、根表面积、根体积、平均根直径等形态指标.1.3植物PAEs测定准确称取植物样品0.5 g(精确至0.000 1g)于离心管中，加入回收率指示物.加入20 mL提取液(丙酮 :正己烧=1/1，v/v)，振摇数下，超声提取20 min，13 000 r •min_1离心10 min，合并上清液于鸡心瓶中.样品抽滤后旋蒸至约0.5 mL.浓缩后样品过层析柱净化(填料由下至上为12 cm中性硅胶，6 cm中性氧化铝，1cm无水硫酸钠）.加入20 mL正己烷淋洗并弃去，加入70 mL二氯甲烷/正己烷（v/v= 3/7)淋洗并弃去，加入40 mL洗脱液丙酮/正己烷(v/v=1/4)并收集于鸡心瓶中.旋蒸至0.5 mL后将样品转移到2 mL进样瓶中，用适量正己烷润洗鸡心瓶.氮吹至小于1mL后，加入内标，准确定容至1mL，用涡旋器搅匀后保存至-20 T；冰箱中待GC-MS检测.2结果与分析2.1 PAEs胁迫对葫芦科植物生长的影响本研究主要关注不同PAEs污染水平下不同属葫芦科植物的生长状况.不同处理下3种葫芦科植物的生物量比较见表1.从表1可以看出，黄瓜的根部生物量随着PAEs处理浓度增大呈现低浓度增大,高浓度减小的趋势，低浓度和高浓度下生物量有显著性差异（P<0.05).黄瓜地上部生物量随处理浓度增大变化不大（除20 m g •L-1处理），但各处理间没有显著性差异.南瓜根部和地上部随处理浓度增大而减小，但各处理间差异不显著.添加PAEs处理后，丝瓜的根部和地上部生物量与对照相比均有所增大（除10 m g •L-1处理的根部），但各处理间也没有显著性差异.3种葫芦科植物的根系形态数据见表2〜表4.可见，黄瓜、南瓜、丝瓜的总根长、根表面积、根体积都随着处理浓度增大而减小,部分数据在低浓度处理时比对照略有增大，但由于标准差较大导致不同处理之间没有显著性差异.在实验过程中发现，几种植物的根系在PAEs的胁迫下有变粗的现象，这点从根系平均直径的数据也能看出，PAEs处理的根系平均直径比对照的有所增加,但各处理间没有显著性差异（除20 m g •L-1处理下的丝瓜外）.• 620 •福建农林大学学报（自然科学版)第46卷Table 1表1不同处理下3种葫芦科植物的生物量11Biomass of 3 Cucurbitaceae plants under different concentrations of PAEs(g•株-I,D W)处理部位黄瓜南瓜丝瓜CK根部0.108 6±0.009 8ab0.157 6±0.017 0a0.144 4±0.013 7a地上部0.822 3±0.176 5a 1.389 5±0.350 8a0.949 7±0.063 4a P A E s/(m g • _L_i)1根部0.130 7±0.015 1a/0.170 8±0.039 5a地上部0.799 3±0.013 9a/0.993 4±0.015 8a 5根部0.112 3±0.015 1ab/0.146 6±0.013 7a地上部0.837 1±0.153 6a/ 1.036 5±0.139 1a 10根部0.1215±0.007 4a0.150 6±0.015 2a0.131 6±0.009 5a地上部0.811 4±0.029 1a0.863 0±0.033 2a0.968 8±0.050 6a 20根部0.080 9±0.015 2b0.130 2±0.018 0a0.189 8±0.061 9a地上部0.604 5±0.134 7a0.832 3±0.083 9a0.998 9±0.030 7a n表中不同字母表示同一指标不同浓度处理间存在显著差异.表2丝瓜根系形态特征11Table 2 Root morphology of指标CKP A E s/(m g • _L-1)151020总根长/cm1507.24±314.56a1282.33±347.74a1274.49±147.81a1288.07±205.94a1145.68±72.60a 根表面积/cm2211.92±43.23a191.55±48.96a190.91±14.87a192.79±29.62a201.64±18.33a 平均直径/cm0.45±0.04a0.48±0.02a0.48±0.03a0.48±0.03a0.56±0.04b 根长/根体积/(c m• cm_-3)640.03±107.13b561.97±51.92b559.36±58.13b562.59±70.03b413.61±71.66a 根体积/cm3 2.38±0.57a 2.28±0.56a 2.28±0.16a 2.30±0.38a 2.82±0.43a "表中不同字母表示同一指标不同浓度处理间存在显著差异;数据均为4个平行试验.表3南瓜根系形态特征Table 3 Root morphology7of C. moschata指标CKP A E s/(m g ■10■L-1)20总根长/cm1635.05±143.33a1501.08±295.08a1377.41±233.05a 根表面积/cm2208.58±9.03a206.59±39.70a183.84±24.21a 平均直径/cm0.41±0.02a0.44±0.01a0.43±0.03a 根长/根体积/(c m•cm-3)771.57±76.55a662.88±44.04a705.82±114.53a 根体积/cm3 2.12±0.06a 2.26±0.43a 1.96±0.26a "表中不同字母表示同一指标不同浓度处理间存在显著差异;数据均为4个平行试验.表4黄瓜根系形态特征11Table 4 Root morphology7of B.hispida指标CKP A Es/(m g•L-1)151020总根长/cm 2 288.16±47.85a 2 282.38±161.17a 2 139.26±184.66a 2 200.80±263.06a 2 126.13±183.11a根表面积/cm2268.31±10.26a276.44±26.46a254.15±24.84a275.34±37.25a245.13±23.70a平均直径/cm0.37±0.01a0.39±0.03a0.38±0.02a0.40±0.01a0.37±0.04a根长/根体积/(c m•cm-3 )915.01±31.06a869.64±152.87a894.65±87.02a806.24±35.55a962.23±202.20a根体积/cm3 2.50±0.14a 2.68±0.45a 2.41±0.30a 2.74±0.42a 2.27±0.40a n表中不同字母表示同一指标不同浓度处理间存在显著差异.2.2葫芦科植物对酞酸酯的吸收作用4种植物对DBP和DEHP的吸收情况分别见图1和图2.可以看出,4种葫芦科植物的根部和地上部都检测到DBP和DEHP.对DBP而言，黄瓜和南瓜根部含量分别达到99.89和106.27 m g •kg-1,远大于冬瓜(23.21 m g •kg-1)和丝瓜（2.79 m g •kg-1)(P<0.05).除冬瓜外，其余三种植物的地上部DBP含量均大于根部的（_P<0.05),其中黄瓜为 174.05 m g •kg-1,南瓜为 126.4 m g •kg-1,丝瓜为 69.42 m g •kg-1.对 DE-H P而言,4种植物的根部含量均远高于各自地上部的.冬瓜和黄瓜分别为149.67和152.15 m g •kg-1,明显大于南瓜（89.63 m g •kg-1)和丝瓜(78.05 m g •kg-1)(P<0.05).南瓜地上部的含量为14.27 m g •kg-1,与其第6期张明等:4种葫芦科植物对酞酸酯的胁迫反应与吸收• 621 •余三种植物地上部的含量有显著性差异（尸<〇.〇5).图 1 4种葫芦科植物根部和地上部D B P 含量图2 4种葫芦科植物根部和地上部D E H P 含量Fig.1DBP content in the root and aboveground part of 4Fig.2 DEHP content in the root and aboveground part of 4Cucurbitaceae plantsCucurbitaceae plants从总体上看，DEHP 主要富集在植物的根部，而DBP 则在根部和地上部皆有富集.DBP 的辛醇一水分配系数（log [ow )为4.45,小于DEHP 的7.50.研究表明，疏水性有机污染物（log [ow >3.0)被根表面强烈吸附，不易向上迁移，而亲水性有机污染物（log 尺胃<0.5)不易被根吸收或较难通过植物的细胞膜，而中等亲水性有机污染物（log ^Q W = 0.5~3.0)则较易被植物吸收转运.在本研究中，DBP 可以较大量地被转移至地上部，但DEHP 则主要被阻隔在根部而较难往地上部转运.表5和表6分别是本研究与其他研究者结果的比较.可以发现，4种葫芦科植物对DBP 和DEHP 的吸收能力强于一些常见的叶菜类植物.综合来看，4种植物中，黄瓜和南瓜比其余两种葫芦科植物对DBP 和 DEHP 均有较强的吸收能力，是PAEs 修复的潜力植物.表5本研究样本与其他研究植物对P A E s 的吸收能力比较（根部）^Table 5Comparisons of root absorbability to PAEs between Cucurbitaceae plants and other vegetables植物处理/(p g •mL_1 )含量/(p g •.g-1)栽种方式处理时间参考文献DBPDEHP DBP DEHP 冬瓜 5.00523.21149.61水培22 d 本研究黄瓜 5.00599.89152.15水培22 d 本研究南瓜 5.005106.2789.63水培22 d 本研究丝瓜 5.005 2.7978.05水培22 d 本研究辣椒 5.00517.040.00土培3个月Yin et al[12]白菜10.00/0.22/水培42 d Liao et al[13]蕹菜 4.45/0.556-1.25/土培39 d Cai et al[14]小白菜10.00/0.14/水培42 dLiao et al[15]表6本研究样本与其他叶菜类植物对P A E s 的吸收能力比较（地上部）Table 6 Comparisons of absorbability of aboveground part to PAEs between Cucurbitaceae plants and other vegetables植物处理/(^g •mL_1 )含量/(p g •'g-1)栽种方式处理时间参考文献DBPDEHP DBP DEHP 冬瓜 5.005 3.19 3.64水培22 d 本研究黄瓜 5.005174.05 6.95水培22 d 本研究南瓜 5.005126.414.27水培22 d 本研究丝瓜 5.00569.42 3.75水培22 d 本研究辣椒 5.00561.440.00土培 3 个月Yin et al[12]白菜10.00/ 1.36/水培42 d Liao et al[13]蕹菜 4.45/0.322~0.715/土培39 d Cai et al[14]小白菜10.00/无法检出/水培42 dLiao et al[15]3结论3种葫芦科植物黄瓜、南瓜、丝瓜在一系列PAEs 浓度胁迫下其常见生理指标（生物量、根系指标等）变化差异不大，在低浓度时对某些指标还具有促进作用，可见几种葫芦科植物在一定范围内对PAEs 具有• 622 •福建农林大学学报（自然科学版)第46卷较好的耐受能力.对DBP的吸收作用,黄瓜和南瓜根部含量远大于冬瓜和丝瓜;除冬瓜外，其余3种植物的地上部DBP 含量均大于根部的含量.对DEHP的吸收作用,4种植物的根部含量均远高于各自地上部的；冬瓜和黄瓜根部含量明显大于南瓜和丝瓜;南瓜地上部的含量显著大于其余3种植物地上部的含量.参考文献[1] STALES C A, PETERSON D R, PARKERTON T F, et al. The environmental fate of phthalate esters：A literature review[J].Chemosphere, 1997,35(4) ：667-749.[2] HE L Z, GIELEN G, BOLAN N S, et al. Contamination and remediation of phthalic acid esters in agricultural soils in China：A review[J]. Agronomy for Sustainable Development, 2015,35(2) ：519-534.[3] CAI Q Y, MO C H, WU Q T, et al. The status of soil contamination by semivolatile organic chemicals (SVOCs) in China：Areview[J]. Science of the Total Environment, 2008,389(2-3) ：209-224.[4]崔学慧，李炳华，陈鸿汉，等.中国土壤与沉积物中邻苯二甲酸酯污染水平及其吸附研究进展[J].生态环境学报,2010,19(2) ：472-479.[5] COUSINS I T, JONES K C. Air-soil exchange of semi-volatile organic compounds (SO Cs) in the U K[J]. Environmental Pollution, 1998,102(1)：105-118.[6] ZENG F, LIN Y J, CUI K, et al. Atmospheric deposition of phthalate esters in a subtropical c ity[J]. Atmospheric Environment, 2010,44(6)：834-840.[7] GUO Y, WU Q, KANNAN K. Phthalate metabolites in urine from China, and implications for human exposures[J]. Environment International, 2011,37(5)： 893 - 898.[8] WANG J, LUO Y M, TENG Y, et al. Soil contamination by phthalate esters in Chinese intensive vegetable production systemswith different modes of use of plastic film[J]. Environmental Pollution, 2013,180C(3) ：265-273.[9] SUN T R, CANG L, WANG Q, et al. Roles of abiotic losses, microbes, plant roots, and root exudates on phytoremediation ofPAHs in a baren s o il[J]. Journal of Hazardous Materials, 2010,176( 1-3) ：919-925.[10] LATINI G. Monitoring phthalate exposure in hum ans[J]. Clinica Chimica Acta, 2005,361(1-2) ：20-29.[11]杨子江，饶刚顺，肖立中，等.酞酸酯污染胁迫对2个水稻品种生长和生理特性的影响[J].广东农业科学,2013,40(7):1-3.[12] YIN R, LIN X G, WANG S G, et al. Effect of DBP/DEHP in vegetable planted soil on the quality of capsicum fru it[J].Chemosphere, 2003,50:801-805.[13] LIAO C S, YEN J H, WANG Y S. Effects of endocrine disruptor di-n-butyl phthalate on the growth of Bok choy ( Brassica rapa subsp. chinensis)[J].Chemosphere, 2006,65：1715-1 722.[14] CAI Q Y, MO C H, ZENG Q Y, et al. [J].Environmental and Experimental Botany, 2008,62:205-211.[15] LIAO C S, YEN J H, WANG Y S. Growth inhibition in Chinese cabbage (Brassica rapa var. chinensis)growth exposed to din-butyl phthalate[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009,163：625-631.(责任编辑：吴显达）。

盐碱地盐生植物根际耐盐促生菌的筛选及鉴定

农业科学研究Journal of Agricultural Sciences

第42卷第

4期Vol.42 No.42021年

12月

Dec. 2021

文章编号：1673-0747(2021)04-

0001-06

盐碱地盐生植物根际耐盐促生菌的筛选及鉴定梁翔宇，顾欣

，

刘文辉，

孙小涵，

白宇馨

，

马艳，李茜，赵莹(宁夏大学农学院，

宁夏银川

750021)

摘要：为开发利用盐生植物根际耐盐碱促生菌，选择宁夏银北地区盐碱地3种典型盐生植物：盐爪爪(Kalidiumfo- liaium)^碱蓬(Suaeda glauca)和芦苇(

Phragmites australis ),

利用培养法从其根际土壤中分离筛选耐盐威植物促生

菌。结果表明：从盐生植物根际土壤中分离获得可培养细菌83株，其中具有固氮功能的细菌23株,解磷菌

19株

，解

钾菌14株

，产IAA细菌15株,产铁载体细菌11株，具有ACC脱氨酶活性细菌10株。经过耐盐碱能力检测，

PJ10、

HL3和HY5菌株在(NaCl)=8%和pH=9的培养基中仍能生长。经分类鉴定,3株菌分别为壁芽葩杆菌(Poe讹iw

muralis)、短小芽葩杆菌(B pumilus)和萎缩芽葩杆菌(B airophaeus),其可作为新型微生物肥料的菌种。

关键词:盐生植物；盐緘地;根际促生菌中图分类号:Q939.96 文献标志码:A

盐碱化是全球耕地土壤面临的重要问题之一叫为了利用盐碱化耕地并减少土壤盐碱化程度，人们

采用了许多土壤改良方法。其中，生物措施被认为是较为有效且环境友好的措施叫例如,使用生物有机肥可显著改善盐碱地的土壤性质叫施用菌剂可以促进作物在盐碱化土壤中生长等I,生物有机肥和菌剂中的耐盐碱有益功能菌发挥了重要作用叫因此，分离获得耐盐碱性良好、可促进植物生长的功能微生物对盐碱地改良及新型菌剂的开发具有重要意义。根际促生菌(plant growth promoting rhizobacte- ria, PGPR)是指存在于植物根际周围的一类可以促进植株生长,提高植株抗病性的微生物叫其对植物生长和土壤改良均具有重要作用叫针对盐碱地植物生长和土壤改良需求，耐盐碱的PGPR逐渐成为研究热点。有研究者利用三级筛选体系从新疆碱蓬 (Suaeda glauca)根际土壤中分离获得PGPR菌，包括芽抱杆菌(鸟“弘血sp.)、葡萄球菌(Staphylococcus sp.)、盐芽抱杆菌｛Halobacillus sp.)、肠杆菌(EzUero- bacter sp.)和节杆菌(Arthrobacter sp.)回;从滨海盐碱地的非盐生植物根际土壤中筛选获得了耐盐促生芽抱杆菌 B. megaterium T1 -8 菌株和 B. pareflexus T4-9菌株㈣;从新疆盐爪爪(Kalidium foliatum )根际土壤中分离获得了 57株细菌，分属4个门12个属，且多数菌株兼有耐盐和促生作用问。以上研究说明，盐碱地土壤中具有丰富的PGPR资源，有待进一步开发。银川平原位于我国西北部，由于气候、地质和人为干扰等原因,土壤易发生盐碱化问。因此,当地对

植物铝胁迫响应机制的研究进展

植物铝胁迫响应机制的研究进展摘要：本文对植物铝胁迫响应机制的最新研究进展进行了综述。

铝是土壤中具有毒性的重金属离子之一，胁迫可以抑制植物生长和影响植物的生理和生化特性。

为了抵抗铝胁迫，植物通过诱导和/或激活一系列基因来展示出行为上的变化，集中在细胞壁的生物化学修饰、水-盐生理、抗性和保护剂释放等方面以抵御铝的毒性效应。

本文概述了植物对铝胁迫的发现，植物铝胁迫响应机制的研究进展以及植物调控铝胁迫响应的前景。

关键词：植物、铝胁迫、研究进展正文：目前，铝 (Al) 已被证实是土壤中最有毒的重金属离子之一，对植物的生长和光合作用发挥重要的抑制作用。

为了适应铝胁迫，植物不仅要建立一系列的抗体和保护剂，还要依靠敏感和有效的分子响应机制来调节这种不利影响。

因此，研究铝胁迫响应机制和该反应机制上的植物调节机制，对于了解植物如何应对铝胁迫具有重要意义。

近年来，研究者们开始着手分析植物对铝胁迫的响应机理，以及影响植物对铝胁迫反应的环境因素和分子信号转导的机制。

近十年的研究发现，植物处于铝胁迫下，会诱发和/或激活一系列基因，从而引起生理、生物化学和分子水平的改变。

这些基因的编码对象主要包括细胞壁的生物化学修饰，水-盐生理作用和抗性，以及保护剂的释放。

同时，植物细胞中的内源性活性氧和植物激素（尤其是促进类植物激素）也参与其响应机制。

本文总结了植物铝胁迫响应机制的进展，以及植物调控铝胁迫响应的前景。

植物对铝胁迫的反应是一个复杂的过程，受到环境因素和基因调控的双重影响。

因此，详细探讨植物如何将环境信号转化为行为变化，以及植物如何提高的耐Al能力，都是未来研究的重要课题。

为了增强植物对铝胁迫的抗性，研究者们已经用蛋白质工程技术开发出一种新型的转录因子，可用于提高植物对铝胁迫的耐受性。

例如，CrtISO是一种由拟南芥中表达的转录因子，可以诱导有效地抵抗花生幼苗在高铝环境下的损伤。

此外，一种转录因子也可以同时调控多个抗铝相关基因，以提高植物对铝胁迫的抗性。

普通菜豆PvP5CS2基因对逆境胁迫的应答

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(7): 1121−1127/zwxb/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@基金项目: 国家科技支撑计划项目(2006BAD13B05)作者简介: 陈吉宝(1969–), 男, 河南省邓州市人, 博士, 主要从事食用豆类抗旱基因资源研究。

Tel: 010-********; E-mail: chenjb2004don@*通讯作者(Corresponding author): 王述民。

Tel: 010-********; E-mail: smwang@Received(收稿日期): 2007-12-05; Accepted(接受日期): 2008-03-12.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.01121普通菜豆PvP5CS2基因对逆境胁迫的应答陈吉宝景蕊莲毛新国昌小平王述民*(中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科技工程 / 农业部作物种质资源与生物技术重点实验室, 北京100081)摘要: 为了探索逆境条件下脯氨酸积累的分子遗传机理, 改善作物的抗逆能力, 应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和水杨酸法分别检测干旱、高盐(200 mmol L −1 NaCl)和冷(4℃)胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中脯氨酸合成酶基因PvP5CS2表达量和脯氨酸含量的变化。

结果显示, 3种胁迫条件下普通菜豆幼苗叶和根中PvP5CS2的转录水平快速上升, 干旱处理4 d, 叶中PvP5CS2表达量达到最大值; 高盐处理下, 叶和根中PvP5CS2的表达高峰分别出现在2 h 和6 h; 冷胁迫下, 叶和根中的表达高峰都出现在2 h; 随着胁迫时间的延长, PvP5CS2基因的转录水平逐渐下降。

普通菜豆在逆境胁迫下, 幼苗叶和根中脯氨酸大量积累, 积累高峰出现在PvP5CS2基因表达高峰之后。

2个大豆品种不同发育阶段对镉胁迫的生理响应及耐镉差异研究

期的生理生态特征及其差异进行系统的研究。植物在受到重金属胁迫的生长过程中，其生长及
生理应随植物生长发育阶段的不同而呈现特异性变
1 材料与方法 1.1 供试材料
供试大豆(Glycine max)品种为‘五月王’和‘日本
化。大豆耐高温、耐贫瘠、较抗旱，不但可以提供高质青’，由黑龙江省尚志市银河种苗有限公司提供。供试
关键词：镉胁迫；大豆；不同品种；生理生态；耐镉差异
中图分类号：X171.5
文献标志码：A
论文编号：2011-0962
Research on Response of Physiological-ecological and Resistance Difference to Cadmium of Two Soybean Varieties During Different Developmental Stages under Cd Stress Liu Jun1, Liao Bohan2, Zhou Hang2
生物量与株高、根长的增长具有一定的刺激效应，但高胁迫下不同大豆品种不同发育阶段的生理生态响应及
浓度的 Cd 胁迫对豆科作物生长有抑制效应[6-7]。但迄耐 Cd 差异性，以期为中国红壤-植物系大豆不同品种不同发育时治理以及农作物的安全生产提供科学依据。
量的蛋白质，而且通过生物固氮作用增加土壤的含氮土壤采自湖南农业大学教学实验场的耕型第四纪红土
量，对矿山环境有较强的适应性[6]，因而作为全世界的红壤（简称红壤）。土壤基本性质见表 1。
表 1 供试土壤的基本性质
土壤类型 pH CEC/(cmol/kg) 有机质/(g/kg) 全 N/(g/kg) 全镉/(mg/kg) 有效态镉/(mg/kg) 速效 K/(mg/kg) 速效 P/(mg/kg)

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Responseandtoleranceofrootbordercellstoaluminumtoxicityinsoybeanseedlings

Miao-ZhenCaia,⁎,Fang-MeiWangb,Rong-FengLic,Shu-NaZhangb,NingWangb,Gen-DiXubaCollegeofGeographyandEnvironmentalSciences,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321004,China

bCollegeofChemistryandLifeSciences,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321004,China

cDepartmentofChemistryandLifeSciences,BaiseCollege,Baise533000,China

abstractarticleinfoArticlehistory:Received25December2010Receivedinrevisedform26March2011Accepted6April2011Availableonline16April2011

Keywords:AltoxicityRootbordercellsMucilageSoybean

Rootbordercells(RBCs)andtheirsecretedmucilagearesuggestedtoparticipateintheresistanceagainsttoxicmetalcations,includingaluminum(Al),intherhizosphere.However,themechanismsbywhichtheindividualcellpopulationsrespondtoAlandtheirroleinAlresistancestillremainunclear.Inthisresearch,theresponseandtoleranceofRBCstoAltoxicitywereinvestigatedintheroottipsoftwosoybeancultivars[ZhechunNo.2(Al-tolerantcultivar)andHuachunNo.18(Al-sensitivecultivar)].Alinhibitedrootelongationandincreasedpectinmethylesterase(PME)activityintheroottip.RemovalofRBCsfromtheroottipsresultedinamoresevereinhibitionofrootelongation,especiallyinHuachunNo.18.IncreasingAllevelsandtreatmenttimedecreasedtherelativepercentviabilityofRBCsinsituandinvitroinbothsoybeancultivars.AlapplicationsigniﬁcantlyincreasedmucilagelayerthicknessaroundthedetachedRBCsofbothcultivars.Additionally,asigniﬁcantlyhigherrelativepercentcellviabilityofattachedanddetachedRBCsandthickermucilagelayerswereobservedinZhechunNo.2.ThehigherviabilityofattachedanddetachedRBCs,aswellasthethickeningofthemucilagelayerinseparatedRBCs,suggestthatRBCsplayanimportantroleinprotectingrootapicesfromAltoxicity.©2011ElsevierInc.Allrightsreserved.

1.IntroductionAluminum(Al)isthethirdmostabundantelementafteroxygenandsiliconandthemostabundantmetalintheearth'scrust.MostoftheAlexistsasoxidesandaluminosilicates,whichareharmlesstoplants.However,inacidicsoil,whichcomprisesabout40%ofthearablelandintheworld[1],Alissolubilizedintothesoilsolutionandexistsintheformofthetrivalentcation,Al3+,resultinginphytotoxicity.Atmicromolarconcentrations,Alcaninhibitrootelongationwithinminorh.RecentstudieshaveshownthatinhibitionofrootgrowthrequiresthedirectAlexposureoftherootapex[2],particularlythedistalpartoftheelongationzonewithintheapex[3,4].ThisindicatesthattherootapexisacriticalsiteofperceptionofAltoxicityandexpressionofresistance.Al-resistantgenotypesgenerallyaccumulatelessAlintherootapexthanAl-sensitivegenotypesdo.Thus,exclusionmechanismsplayamajorroleinAlresistance.Al-inducedorganicacidefﬂuxhasbeendocumentedasthemajorexclusionmechanism[5,7].TheeffectsofpHvariationsoftherhizosphere,phosphatesecretion,andimmobilizationofAlinthecellwallalsohavebeenwellstudiedinanumberofplantspecies

[6,8].Exclusionmechanismsinrootbordercell(RBCs)havereceivedincreasingattentioninplantresearch[6].RBCs,formerlytermed“sloughedrootcap”cells,arelooselyassociatedwiththerootsuchthattheydisperseintosuspensionuponimmersionoftheroottipintowater.Thesecellsareseparatefromeachother[9,10].Thecellsenmeshedinmucilagethatcanhold1000timesitsweightifitisimmersedinwater[11].RBCshavenumerousbiologicalrolesinprotectingtheroottipfrombioticandabioticstresses[12,13].Thecellsandtheirassociatedmucilagearelongpresumedtolubricatethepassageoftherootcap[12,14,15].Aspartofnovelinnateimmunity,thecellsmayhelpprotecttheroottipsfromAl-inducedcellulardamage[16,17],nematodeattack[18],andpathogenicmicrobialinfection[13,19,20].PreventionofAluptakethroughtheroottipsisessentialforAlresistanceinplants[7,21].TheRBCsarecurrentlyviewedashavingimportantrolesinprotectingtheroottipsagainstAltoxicity.TheremovalofRBCsfromtheroottipsofwheat[22]orpea[17]enhancedtheAl-inducedinhibitionofrootelongationconcomitantwithincreasedAlaccumulationintheroot.ThisfunctionispossiblyperformedthroughexudationofanAl-bindingmucilagefromtheRBCs[16,17,23].Inaddition,maizemucilageseparatedfromtheroottipshavebeenshowntotightlybindAl.MaizerootswithoutmucilagehaveaslightlyhigherAlcontentthancontrolroots[24].RBCsalsoactivelyproduceactiveoxygenspeciesandeffectivelyprotectthebarleyroottipfromAltoxicitybychelatingAlintheirdeadcellbody

JournalofInorganicBiochemistry105(2011)966–971⁎Correspondingauthorat:PermanentAddress:688YingbinRoad,Jinhua,ZhejiangProvince,321004,China.Tel.:+8657982291313;fax:+8657982282273.E-mailaddress:mzcai@zjnu.cn(M.-Z.Cai).