麦类作物抗铝毒机理究博士论文

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1、博士学位论文论文题目　麦类作物抗铝毒机理研究研究生姓名刘强指导老师郑绍建教授学科(专业)植物营养学研究方向植物营养逆境生理所在学院环境与资源学院　　　　论文提交日期二○○六年七月AluminumresistancemechanismintriticeaecropsADissertationSubmittedasParitialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorCandidate:QiangLiuSupervisor:Prof.ShaoJianZhengMajorSubje

2、ct:PlantNutritionResearchField:EnviromentalStressandAdaptationtoStressCollegeofEnvironmentalandResourceSciencesZhejiangUniversityHangzhou310029People’sRepublicofChinaJuly,2006本研究受国家自然科学基金，霍英东基金和教育部博士点基金资助ThisworkwasfinanciallysupportedbyNaturalScienceFoundationofChina,

3、HoyingdonFoundationandFundforPh.DDisciplinefromEducationMinistryofChina.致谢本论文是在导师郑绍建教授的悉心指导下完成的。从论文选题、试验设计、方案实施以及论文的撰写都倾注了导师的智慧和心血。在论文完成之际，谨向导师致以最诚挚的谢意。导师严谨的学风，渊博的专业知识，开阔的学术思路，不辍的探求精神将激励着我在以后的科研事业中不断开拓，锐意进取，勇攀科学高峰。感谢浙江大学环境与资源学院的各位领导，资源科学系各位老师的关心，指导和帮助。特别感谢本实验室的章永松教授、林咸

4、永教授、罗安程教授在实验和生活中给予的指导和帮助！感谢杨建立，金崇伟，尤江峰，张蕾，李雅颖，何秀霞，俞雪辉，何李生等师兄弟姐妹以及本实验室的李永夫，姚旭国，邢承华，绍兴华，都绍婷，李刚，董占荣，江福英等同学在研究，学习和生活中给予的热忱帮助。特别感谢杨建立同学在实验设计、论文撰写以及彭红云老师在实验过程中提供的热忱帮助。感谢室友董波，李金页，王远鹏，于勇和徐海君的友谊和帮助。我将永远铭记和他们共同度过的美好时光。最后，深深地感谢我的父母，姐姐，亲人在我整个博士生涯中给予的最真切的关心，理解和支持，使我能够安心顺利的完成学业。再次感谢

5、。感谢参与本论文评阅和答辨的老师，并敬请批评指正。刘强2006年7月于浙江大学XI摘要铝毒是制约酸性土壤上作物生产的主要因素之一。铝诱导有机酸分泌及细胞壁的作用是近年来植物抗铝机理的研究热点。本文在筛选不同小黑麦品种铝敏感性的基础上，研究了根尖细胞细胞壁中的果胶、阳离子交换量（CEC）及铝诱导的有机酸分泌在抗铝性中的作用。此外，我们深入研究了铝胁迫诱导的根尖氧化胁迫、细胞壁成分改变与铝毒之间的关系，以阐明铝毒害的原初作用位点。为了探明细胞壁及其与铝诱导分泌的有机酸的相互作用，我们以离体细胞壁为材料，采用动力学的手段研究了抗性小麦At

6、las66及抗铝性不同的近等位基因小麦ET8（抗性）和ES8（敏感）不同根段（0-1、1-2、2-3cm）细胞壁对铝的吸附与解吸特性和苹果酸分泌在保护细胞壁铝吸持位点中的作用。结果概述如下：1.小黑麦抗铝机理所选用的10个小黑麦品种在抗铝性上存在着显著基因型差异，但它们的根尖果胶含量、CEC与抗铝性之间不存在显著相关性，说明根尖细胞壁的带电性并不是影响小黑麦抗铝性的主要因素。同时，我们发现小黑麦根系在铝胁迫下可同时诱导分泌苹果酸和柠檬酸，且分泌的有机酸量与抗铝性呈显著正相关，与根尖铝含量呈显著负相关，表明由有机酸分泌而形成的铝排斥作

7、用是小黑麦的主要抗铝机制。对抗铝性差异最大的两个小黑麦品种（ZC237和OH1621）的深入研究表明，铝诱导的有机酸分泌存在一个明显的滞后期（3小时），分泌量随外部铝处理浓度的提高而增加，且抗铝品种的分泌量远高于敏感品种。此外，铝诱导的有机酸分泌在低温条件下（4°C）基本停止，且被阴离子通道抑制剂（Phenylglyoxal和Niflumicacid）所抑制，说明铝诱导的有机酸分泌受代谢调节，且是通过质膜上的阴离子通道实现的。2.铝对小黑麦根尖毒害的原初作用位点XI为了探讨铝毒引起的根伸长快速抑制的原初作用位点，我们以抗铝性差异显著

8、的两个小黑麦品种研究了铝对根伸长抑制、抗氧化酶活性、脂质过氧化及细胞壁组分影响的时间变化及其相互关系。结果表明，随着铝处理浓度的增加，铝对根伸长的抑制与超氧化物歧化酶（SOD），过氧化物酶（POD）活性及丙二醛（MDA）含量的提高均存