铝诱导大豆根系有机酸分泌的能量消耗定量研究-论文.pdf

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1、植物营养与肥料学报2014，20(1)：205—212JournalofPlantNutritionandFertilizerdoi：10．11674／zwyf．2014．0123铝诱导大豆根系有机酸分泌的能量消耗定量研究沈春鹏，赖勇林，吴道铭，杨旭健，龙新宪，王宏斌，沈宏(1华南农业大学资源环境学院，广州510642；2中山大学生命科学学院，广州510275)摘要：铝诱导大豆根系有机酸分泌是其解铝毒的一种重要机制，该过程需要消耗能量，然而有关能量消耗的定量研究还未见报道。本文比较了铝胁迫条件下，两个大豆品种根尖有机酸分泌、腺苷酸、无机磷、细胞质pH值等指标的变化。结果表明，铝处理(25p~m

2、oL／L)明显诱导大豆根系苹果酸和柠檬酸的分泌。与对照相比，铝胁迫条件下中豆32和本地2号的根尖ATP含量分别降低40．1％和13．2％，根系细胞质子跨膜电化学势差分别增加1711．8和570．6J／mol，然而，根尖无机磷浓度变化差异不大。运用Nemst—Gibbs方程定量计算自由能变化，发现中豆32和本地2号根尖细胞自由能分别消耗16．13kJ／mol和14．59kJ／mol，中豆32分泌单位苹果酸和柠檬酸的能量消耗分别为0．96kJ／mol和3．15kJ／mol，本地2号则为2．01kJ／mol和5．68kJ／tool。这表明不同耐铝性大豆品种分泌有机酸消耗的能量存在差异，该结果为筛选耐

3、铝作物品种提供了新思路。关键词：铝胁迫；大豆；有机酸；无机磷；跨膜电化学势差；腺苷酸；能量消耗中图分类号：Q945．78；Q493．8文献标识码：A文章编号：1008—505X(2014)01—0205—08QuantitativestudyofenergyconsumptionforAI-inducedsecretionoforganicacidsfromsoybeanrootsSHENChun—peng，LAIYong—lin，WUDao—ming，YANGXu-jian，LONGXin—xian，WANGHong．bin，SHENHong(J，CollegeofResourcesandE

4、nvironment，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，China；2SchoolofLifeScience，ZhongshanUniversity，Guangzhou510275，China)Abstract：Aluminum(A1)一inducedreleaseoforganicacidsfromsoybeanrootshasbeenregardedasoneofimportantA1resistantmechanisms．Theprocessisassociatedwithenergyconsumption．However，

5、thequantitativestudyofenergyconsumptionremainstobeelucidatedintheprocessofA1-inducedeffluxoforganicacids．Inthisstudy，twosoybean(Clycinemax)cuhivars，Zhongdou32(ZD32)andBendi2(BD2)，wereselectedtostudythemechanismofthisprocess．Thechangesofsecretedorganicacids，cytoplasmicpH，adenylate，andinorganicphospha

6、teconcentrationwereexaminedinrootsofsoybeanseedlings．TheresultsindicatethatA1of25Ixmol／Lcouldinducethesecretionofmalateandcitratefrombothcultivars’rootssignificantly．Comparedtothecontrol，A1stressdecreasestheATPcontentsby40．1％and13．2％inrootsofZD32andBD2respectively．andaswellasincreasestheprotontransm

7、embraneelectrochemicalpotentialdifferencesby1711．8and570．6J／mo1．However．theinorganicphosphorusconcentrationsarenotchangedsignificantlyinrootsofbothcuhivars．Basedontheaboveresults，theNernst-Gibbsequati