两种生态型东南景天根系分泌物的差异性

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1、王艳红等：两种生态型东南景天根系分泌物的差异性757两种生态型东南景天根系分泌物的差异性王艳红1,2，龙新宪1，吴启堂11.华南农业大学资源环境学院，广东广州510642；2.广东省农业科学院土壤肥料研究所，广东广州510640摘要：东南景天（SedumalfrediiHance）具有很强的耐高Zn胁迫、吸收和运输Zn的能力，但其根系如何通过分泌作用实现对Zn胁迫的适应和对土壤难溶性Zn的活化作用，还缺乏机理方面的解释。因此，本研究运用离子色谱、氨基酸自动分析等技术较系统地研究了两种生态型东南景天根系分泌物组成的差异性及其对土壤中不同化合物Zn的活化效应，旨在探明

2、根系分泌物与东南景天超积累Zn的关系。结果表明，两种东南景天的根系分泌物均能够活化土壤中难溶态的ZnO、ZnCO3和Zn3(PO4)2，而对ZnS没有明显地活化作用。通过对根系分泌物组成成分分析，两种生态型东南景天根系分泌物中可溶性糖占绝对优势，有机酸和氨基酸含量很低，且均以非超积累生态型>超积累生态型。超积累生态型东南景天根系分泌物中的可溶性总糖、有机酸（苹果酸除外）、氨基酸等各成分含量均以Zn1.0µmol·L-1处理>Zn500µmol·L-1处理，非超积累生态型东南景天根系分泌物中糖和有机酸含量也随着Zn浓度的增加而减少，而绝大多数氨基酸含量则随着Zn浓度

3、的增加而增加。这说明本试验条件下测定的根系分泌物组分在东南景天超积累Zn过程中并不起主导作用。关键词：东南景天；根系分泌物；锌；有机酸；氨基酸中图分类号：Q948文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）02-0751-07王艳红等：两种生态型东南景天根系分泌物的差异性757根系分泌物是植物根系释放到周围环境中的低分子量化合物（如糖、氨基酸和有机酸等）和高分子量化合物（如植物络合素、植物高铁载体、类金属硫蛋白等）的总称。这类化合物可改变根际土壤的pH值、Eh值、与重金属发生螯合、络合沉淀等化学反应、影响土壤微生物数量和活性，从而直接或间接地影响重金属在

4、土壤中的结合形态及活性[1,2,3]。施积炎等[4]发现，海州香薷和鸭跖草根分泌物对污染土壤中Cu有一定的活化能力，且鸭跖草根系分泌物对Cu的活化能力大于海州香薷。根系分泌物的组成和含量变化是植物响应环境胁迫最直接、最明显的反应之一[5]。如植物缺Zn时，根系分泌出大量无机离子和低分子有机化合物（如氨基酸、碳水化合物和酚类），促进土壤中的Zn的活化和植物吸收[6]。在铝离子的胁迫下，大豆根系糖的泌出量增加，氨基酸的种类和含量也都发生了无规则变化[7]。研究表明，根系分泌物的某些氨基酸和低分子量有机酸对于植物重金属耐性和积累能力方面有重要作用[8,9]。但也有研究表

5、明，超积累和非超积累在根系分泌有机离子和质子方面没有根本的差异，在促进根际重金属活化和增加植物对重金属吸收、转运方面的作用并不显著[10]。东南景天（SedumalfrediiHance）是在我国首次发现的一种锌镉超积累植物，具有很强的耐高Zn胁迫、吸收和运输Zn的能力[11,12,13]。近几年来，有关东南景天超积累锌镉的研究己取得了不少进展，但还有些问题尚待深入研究：如东南景天在Zn胁迫下，其根系分泌机制如何，其根系分泌物对重金属Zn是起活化促溶作用还是钝化螯合作用等。因此，本研究在收集两种生态型东南景天的根系分泌物的基础上，通过探讨其对土壤中不同化合物Zn的

6、提取能力和各组成成分（可溶性糖、有机酸和氨基酸）的差异性，以明确其根系分泌物在东南景天超积累Zn过程中所起的作用，在理论上进一步丰富东南景天超积累Zn的生理生态机理，在实践中为提高东南景天修复Zn污染土壤的效率提供科学依据。1材料与方法1.1植物材料和培养方法以超积累生态型和非超积累生态型东南景天为供试植物。选取大小一致的枝条在营养液中进行预培养，营养液基本组成为：Ca(NO3)2·4H2O2.00mmol·L-1，KH2PO40.10mmol·L-1，MgSO4·7H2O0.50mmol·L-1，KCl0.10mmol·L-1，K2SO40.70mmol·L-1

7、，H3BO310.00μmol·L-1，MnSO4·H2O0.50μmol·L-1，ZnSO4·7H2O0.50μmol·L-1，CuSO4·5H2O0.20μmol·L-1，(NH4)6Mo7O240.01μmol·L-1，Fe-EDTA100μmol·L-1。幼苗预培养15d，待茎基部长出旺盛的不定根后(5～7cm)，开始进行Zn处理，超积累生态型东南景天设两个Zn水平：1µmol·L-1和500µmol·L-1，非超积累生态型东南景天王艳红等：两种生态型东南景天根系分泌物的差异性757设两个Zn水平：1µmol·L-1和100µmol·L-1。每盆移栽8株植

8、物，每天用