植物中的耐铝机制

目前，关于铝对根系毒害效应的生理机制还不 是很清楚。Morimura认为，铝的影响主要是抑 制根尖分生组织的细胞分裂。
第二 铝毒害的机理
三 对细胞营养物质代谢的影响
铝可与果胶质结合，竟争K、Ca、Mg、Cu等 在根细胞膜上的吸附位点，抑制水分和离子的吸 收和转运，干扰Fe3+Fe2+转变，诱导缺铁症， 还可在根表或质外体与磷发生沉淀，使磷吸收受 阻。
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根边缘细胞在根尖产生并聚集根尖周围， 因 此，在抵抗铝毒中具有重要作用。
第三 植物的耐铝机制
二 有机酸的鳌合作用
很多研究表明，耐铝植物的根在铝胁迫下可 分泌大量的有机酸，在根区与铝鳌合，减少铝进 入细胞的量，同时已经进入根系细胞的铝经过与 有机酸鳌合也能减低毒性。研究最多的缓解铝毒 性的有机酸有柠檬酸、苹果酸。
在植物中的铝毒机理 及耐铝机制
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主要内容
一、土壤中铝的介绍 二、铝的毒害机理 三、植物中的耐铝机制
铝(Al) 是地壳中含量最丰富的金属元素，通 常以难溶性硅酸盐或氧化铝的形式存在，对植物 没有毒害；但在酸性条件下(pH<5)，铝会从土壤
胶体中溶出，形成活化的对植物产生毒害作用的 Al3+ ，成为植物生长发育的一个主要限制因素。
在铝的长时间处理中,铝毒常常表现为Ca的 缺乏，所以有人认为铝毒抑制根的伸长可能是通 过抑制Ca2+的转运来实现的。
第三 植物的耐铝机制
一 根边缘细胞对铝毒的缓解作用
根边缘细胞是从根冠表皮游离出来并聚集在根 尖周围的一群特殊细胞。它不仅可使正在突进的 根尖免受机械损伤，而且可以充当根尖吸收铝的 保护屏障。
一些微生物对铝具有很高的耐性 ，微 生物由于其结构简单，繁殖快，遗传操作便 利等优点，为深入研究耐铝机制提供了很多 便利。
100
+3
Al(OH)2+
80
+2
相对活性 (%) 平均电荷
60
+1
Al3+
40
0
20
-1
0
-2
3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
pH
pH对土壤中不同形态铝的含量和平均电荷的影响
第二 铝毒害的机理
一 对细胞壁的影响
铝在根尖细胞壁上的积累是铝对植物根尖产 生铝毒的先决条件，是植物铝毒敏感性的重要特 征。
一种观点认为由于细胞壁带负电荷，外缘阳 离子能通过离子交换的形式结合到细胞壁， 细 胞壁阳离子交换能力越强，Al3+结合到壁上就越 多，毒害就会越大。
另一种观点认为果胶是Al 结合到细胞壁的主 要位点。果胶是一种富含半乳糖醛酸的多糖，是 初生细胞壁的主要成分。
铝毒是酸性土壤作物生产的主要限制因子之一。
目前酸性土壤占我国耕地面积的21%， 占全世界可耕作土地的40% ；且近年来，随 着全球环境的日益恶化，酸沉降加速了土壤 酸化，导致土壤中铝的大量活化，严重制约 植物的生长、农作物增产增收，导致森林衰 退、森林生态系统恶化，造成经济、生态和 社会效益的极大损失。
第二 铝毒害的机理
二 诱导细胞死亡机理
Ikegawa等人用铝处理烟草悬浮细胞时发现， 在铝处理过程中或铝处理后无铝恢复培养过程， 细胞生长受到很大抑制，并伴随大量的细胞死亡， 因此，推测铝毒引起的细胞生长抑制很可能是通 过铝诱导细胞死亡来实现的。
最近的一些研究表明，铝毒能诱导动植物细胞 产生活性氧，并激活一些氧化酶的活性。
另外，Jian F M等研究表明，在铝毒( 含AlCl3培 养液) 胁迫下，30min 内即可诱导耐铝毒荞麦根 系中分泌大量草酸，且分泌量与铝离子浓度基本 上呈线性关系。
第三 植物的耐铝机制
三 细胞壁对铝离子的固定作用
植物细胞壁具有很强的络合阳离子的能 力， 因此表皮细胞和叶肉细胞的细胞壁可以 与铝结合，阻止铝进入细胞内。
我国的土壤类型的分类
植物中的铝毒症状
目前比较一致的结论是铝对植物主要毒害症状 为抑制根伸长生长和引起根尖结构的破坏，这也 是常用来测定铝毒害程度的指标。
铝对根尖细胞的毒害作用表现在：根冠细胞淀 粉粒数目减少，高尔基体崩解，肿胀脱落，证实 铝首先影响这些细胞的功能。受铝毒影响，表皮、 皮层和内皮层细胞迅速自溶，然后肿胀解体，初 生根和侧根分生组织也解体。