根表鐵膜上的磷對水稻根系鋁吸收和運輸?shù)挠绊?pdf

1、鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在中性和堿性土壤中主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在，不易被植物吸收。但是酸性土壤中大量的不溶性鋁化合物會轉(zhuǎn)化為對植物有害的游離態(tài)鋁離子。鋁離子抑制植物根系伸長，改變了根尖細(xì)胞的形狀，破壞細(xì)胞的完整性，影響細(xì)胞壁的組成，是限制作物生長的主要因素之一。鐵膜是水生植物長期生長在滯水條件下，在根表形成的一種鐵錳氧化物膠膜。鐵膜能富集土壤中大量的金屬和非金屬元素，是研究影響水生植物對元素吸收的重要因素。磷是植物生長的必

2、需元素，能促進(jìn)植物的生長，對植物的抗鋁作用有一定的影響。缺磷或漬水條件下濕地植物根表產(chǎn)生的鐵膜擁有非常高的比表面積和眾多的官能團，同時能吸附大量的磷。在該微界面中磷如何通過鐵膜調(diào)控根系對鋁的吸收需深入研究。本論文以水稻浙輻802為材料，采用水培法，在鋁毒作用下分析了缺磷或Fe2+處理誘導(dǎo)形成的鐵膜上吸附的磷對水稻根系生長、根尖、根尖細(xì)胞壁組分的影響、磷對鋁吸收的動力學(xué)影響、以及鋁在水稻不同部位積累和分布的影響，明確根表鐵膜界面上磷、鋁的

3、相互作用關(guān)系。具體研究結(jié)果如下:
　　(1)采用水培法，分別通過缺磷、Fe2+處理誘導(dǎo)形成鐵膜，比較鐵膜組成對水稻耐鋁的影響。結(jié)果表明，-P、20mg/L Fe2+和30mg/L Fe2+處理下根表鐵膜隨培養(yǎng)時間的延長厚度逐漸增加，48h缺磷和供鐵誘導(dǎo)的鐵膜厚度最為接近，作為后續(xù)試驗的鐵膜材料。鋁毒脅迫下，-P、20mg/L Fe2+和30mg/L Fe2+處理水稻根相對伸長率分別比對照降低了66.08％、43.75％和51.25

4、％，根尖Al含量比對照增加了1005.58％、710.12％和242.79％,表明-P處理遭受鋁毒更嚴(yán)重。-P誘導(dǎo)的鐵膜中P含量顯著低于20mg/LFe2+和30mg/LFe2+處理的鐵膜，僅為后兩者的21.43％和12.48％。-P處理的根尖Al含量顯著高于20mg/L Fe2+和30mg/L Fe2+處理的根尖。表明鐵膜上的P能有效降低根系對Al的吸收和運輸。
　　(2)以水稻浙輻802為材料，通過缺磷(-P)和供Fe2+(+

5、Fe)兩種方式誘導(dǎo)形成根表鐵膜，研究鋁毒下鐵膜上的磷對根尖細(xì)胞壁多糖組分的影響。結(jié)果表明，100μmol/L Al3+處理48h，-P和+Fe處理的根相對伸長率降低了66.67％和51.25％，其中-P處理的根相對伸長率顯著低于+Fe處理。根尖Al和MDA含量分別比對照(CK)增加了1105.6％和322.5％，82.45％和51.61％，-P處理的水稻根尖Al和MDA含量顯著高于+Fe處理。Al處理也顯著增加根尖細(xì)胞壁的果膠、半纖維素

6、1和半纖維素2含量，其中-P處理的增加幅度高于+Fe處理。表明-P處理受Al毒害更加嚴(yán)重。由于-P處理誘導(dǎo)形成的鐵膜中的Fe含量顯著高于+Fe處理，而鐵膜中的P含量則是前者顯著低于后者，因此可以認(rèn)為，根表鐵膜上吸附的P在水稻耐鋁中起主要作用。
　　(3)通過缺磷誘導(dǎo)水稻根表形成鐵膜，再通過磷恢復(fù)過程使鐵膜上吸附磷，比較鐵膜上吸附的磷對水稻耐鋁的影響。結(jié)果表明，與-P處理相比，-P+P處理的水稻根相對伸長和根尖細(xì)胞壁Al含量分別增加

7、91.61％和62.23％，根尖Al含量減少30.00％，-P和-P+P處理根尖細(xì)胞壁上Al分別占根尖Al積累量的38.68％和89.72％，表明鐵膜上吸附的P降低了Al對水稻根系的毒害，并使根系吸收的Al主要沉積在細(xì)胞壁。細(xì)胞壁經(jīng)外光譜分析，-P+P處理的根尖和成熟區(qū)細(xì)胞壁吸光度比-P處理低，表明吸附在鐵膜上的P緩解了根尖鋁毒。
　　(4)通過缺磷和供鐵誘導(dǎo)形成鐵膜，研究鐵膜及其鐵膜上的磷對Al吸收的動力學(xué)影響。結(jié)果表明，缺磷和