不同木豆品种耐铝性的基因型差异及其机理研究

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1、黎晓峰等：不同木豆品种耐铝性的基因型差异及其机理研究693不同木豆品种耐铝性的基因型差异及其机理研究黎晓峰1，秦丽凤1，李耀燕1，顾明华1，玉永雄2，梁冬玲11.广西大学农学院，广西南宁530005；2.西南农业大学动物科技学院，四川重庆400716摘要：以6个品种的木豆为材料，探讨了木豆品种间耐铝性的基因型差异及其机制。铝对根伸长的抑制大小及苏木精对根尖的染色模式的研究结果表明，不同品种木豆的耐铝性基因型差异明显。在铝胁迫条件下，去除根尖吸附的粘胶，耐铝的基因型MD2和敏感的基因型MD5根的伸长率均减少，而根尖被苏木精染色程度加深；去除粘胶对MD2的影响大于MD5

2、，说明粘胶对根尖的保护是木豆抵御铝毒的一个重要机制。虽然铝胁迫可诱导木豆根系分泌柠檬酸和苹果酸，但根系苹果酸的分泌量在MD2和MD间无显著差异，MD2柠檬酸的分泌量甚至低于MD5。关键词：木豆；铝；耐性；基因型；粘胶；有机酸中图分类号：Q948.113文献标识码：A文章编号：1672-2175（2005）05-0690-05黎晓峰等：不同木豆品种耐铝性的基因型差异及其机理研究693木豆是木豆属Cajanus中唯一的一个栽培种Cajanuscajan，为世界第6大食用豆类，也是迄今为止唯一的一种木本食用豆类作物。1996年开始，中国农科院从国际半干旱热带作物研究所有选

3、择地重新引进木豆改良品种，在云南、贵州、广西、广东、四川、福建、湖南和海南等省区试种、示范、推广，得到了研究人员、农民和政府的充分肯定[1]。木豆能适应各种类型的土壤，砂土、壤土、石砾土都能种植，适宜土壤pH值为5～7。耐盐性较好，许多品种能在盐渍土中正常生长。木豆可作粮食、蔬菜、饲料、放养紫胶虫、工业原料、药用植物、蜜源作物、防护林、绿肥和薪柴等，因地制宜地发展木豆生产既可防止水土流失，保护农业生态环境，增加山区农民收入，又可加快饲料工业和畜牧业的发展，推动农村产业结构调整，促进农业和农村经济的发展[1,2]。我国酸性土壤遍及南方15个省（区0，总面积为2030万

4、hm2，约占全国土地面积的21%。过多的Al离子是酸性土壤中影响植物生长的主要障碍因子[3,4]。铝毒害的最初反应是抑制植物根的生长，并因而抑制水分、养分的吸收。许多研究表明，不同种类的植物间或同种植物不同品种间的耐铝能力存在着较大基因型差异。一些植物由于长期生长在酸性土壤中，逐步形成了一系列抵御铝毒的机制，包括：外部排斥机制和内部解毒机制[5–7]。在植物对铝毒的外部排斥机制中，根系分泌物（特别是低分子有机酸以及大分子粘胶物质）起了极其重要的作用[6–8]。近年来，通过挖掘作物自身潜力、使用遗传改良的途径培育耐铝性品种来提高酸性土壤的生产力的方法倍受广大科学研究者

5、的密切关注。本文通过研究不同木豆品种的耐铝性的基因型差异以及对铝毒胁迫的适应性反应，探讨木豆抵御铝毒的机理，旨在为进一步选育耐铝木豆品种、提高酸性土壤的生产力提供一定的理论基础。1材料与方法1.1供试材料供试的木豆品种为木豆1号（MD1）～木豆6号（MD6），购自广西农科院。1.2植株的培养条件供试材料均在广西大学农业资源与环境实验室的人工光照培养室中培养，每天的光照与黑暗时间分别为14h和10h，并对应于25℃和20℃的温度。1.3木豆幼苗的培养选取颜色、大小较为一致的种子作为供试材料，用w=1％的次氯酸钠浸泡消毒20min，去离子水洗净至无次氯酸钠气味为止。浸种

6、12h后，将种子洗净平铺于湿润的毛巾上，并覆盖湿润的毛巾。24h后将发根的种子播于塑料框中，塑料框置于盛有约3.5L的1mmol·L-1CaCl2溶液（pH6.0）的塑料盆中，使框底部恰好与液面相接触。用去离子水饱和的滤纸覆盖于种子上，以确保一定的空气湿度。每天更换新的氯化钙溶液。在遮光条件下培养两天后除去覆盖在种子上的滤纸。1.4根伸长量的测量选取萌芽程度、根长势较为一致的幼苗，用直尺测量幼苗主根长度。幼根经0、10、20、30μmol·L-1的AlCl3溶液（含1.0mmol·L-1CaCl2，pH黎晓峰等：不同木豆品种耐铝性的基因型差异及其机理研究6934.5

7、）处理24h后，再次测量幼根的长度。两次测量值之差即为木豆幼苗根的伸长量。每个品种每个处理共测量9株幼苗。图中Al0、Al10、Al20、Al30分别表示AlCl3的处理浓度为0、10、20、30mmol·L-1，误差线代表±标准误差，以下同，n＝9图1铝对不同木豆品种幼根伸长的影响Fig.1EffectsofAlontherootelongationofseedlingindifferentcultivarsofpigeonpea为研究粘胶对木豆耐铝性的影响，在铝处理前按Li等的方法[9]轻轻地将各处理一半幼苗根尖上的粘胶去除。处理开始后每隔6h去除粘胶一次。