Page 6 - 《华农农业大学学报》2020年第3期
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第 ３９ 卷 第 ３ 期                      华   中   农   业   大   学   学   报                     Vol．３９ No．３
               ２０２０ 年  ５ 月                   JournalofHuazhon gA g riculturalUniversit y         Ma y２０２０ , １~８


               闫磊, 刘家友, 刘亚林, 等 ． 硼诱导植物耐铝性的机制研究进展[ J ] ． 华中农业大学学报, ２０２０ , ３９ ( ３ ): １Ｇ８．
               DOI : １０．１３３００ / j ．cnki．hnlkxb．２０２０．０３．００１

                                   硼诱导植物耐铝性的机制研究进展


                             闫磊 , 刘家友        １ , ２ , 刘亚林 , 曾钰 , 曾紫君 , 程锦 , 姜存仓                 １
                                                                                    １
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                               １． 华中农业大学资源与环境学院 / 华中农业大学微量元素研究中心, 武汉 ４３００７０ ;
                                         ２． 佛山科学技术学院食品科学与工程学院, 佛山 ５２８０００
                       摘要   酸性土壤中铝( Al ) 毒害已成为世界性关注问题, 且硼( B ) 在耐铝毒方面广有研究.为更清晰探究硼
                   如何提升植物耐铝性的机制作用, 本综述主要从植物外部排斥机制和内部耐受机制两方面介绍了植物耐铝毒机
                   制, 探究出硼对植物铝毒害的缓解机制主要包括:( １ ) 诱导有机酸的分泌;( ２ ) 调控根系 p H 的改变;( ３ ) 降低细胞
                   壁铝结合位点;( ４ ) 调控抗氧化酶及抗氧化剂系统;( ５ ) 促使液泡区室化;( ６ ) 调控植物生长素的应答, 综合以上几
                   方面进行介绍, 以期为酸性土壤中硼肥施用提高植株耐铝性提供理论基础.
                       关键词   铝毒;硼;外部排斥;内部耐受;有机酸;结合位点;区室化
                       中图分类号  S１５３．６   文献标识码  A   文章编号  １０００Ｇ２４２１ ( ２０２０ ) ０３Ｇ０００１Ｇ０８

                  全世界约 ４０％ 、 中国约 ２１％ 的可利用耕地为酸                  生在降雨量大、 土壤呈酸性( H≤５ ) 的地区, 所以铝
                                                                                        p
               性红壤.土壤酸化是严重制约农业生产的全球性问                          毒害严重的区域一般伴随着硼元素的缺乏                      [ １６ ] .目
               题之一, 是 农 业 生 产 潜 力 下 降 的 重 要 因 子        [ １ ] . 铝  前关于硼对植株铝毒害的缓解机制研究已成为国内
               ( Al ) 是地壳中含量次于氧和硅的金属元素, 占地壳                    外植物营养学界的讨论热点.本文将着重分析微量
               质量的 ８％ 左右, 而铝毒是酸性土壤中制约粮食作                       元素硼在植物的铝耐受性中的作用, 为今后硼提高
               物产量及品质的主要潜在因素之一                 [ ２ ] .铝毒会抑制    植物的耐铝性研究提供思路.
               植物根系的生长及对养分和水分的吸收, 从而降低                         1 探究硼对植物铝毒胁迫的缓解机制
               作物的产量      [ ３Ｇ５ ] .为缓解铝毒引起的损伤, 植物产生
                                                               的必要性
               了一系列耐铝性生理变化响应, 主要包括根尖有机
                                               ３＋ [ ６ ] , 细胞壁对     某些在酸性土壤上生长的植物已经产生了各种
               酸、 酚类及黏胶物质的分泌螯合 Al
               铝的固定     [ ５ ] , 铝诱导植株根际 p H 升高    [ ７ ] , 质膜对铝  耐受机制, 以解除和抵抗铝毒性              [ １７ ] .近年来, 植物
               的选择透性      [ ５ ] 及液泡的区室化作用      [ ８ ] 等.        营养学界在硼提高作物铝抗性的生理及分子遗传研
                   除植物自身产生的耐铝机制外, 较多学者研究                       究方面取得了相当大的进展. Blevins等               [ １８ ] 指出铝
               表明, 添加外源钙可以增加钙离子在细胞壁上的结                         毒胁迫同时诱导硼缺乏, 二 者共同抑制植株生长.
               合位点, 进而减少细胞壁对铝离子的吸附                  [ ９ ] , 且钙离  另外, 有证据表明植物中铝和硼元素之间具有一定
               子可以抑制铝与生物膜上功能蛋白的结合、 降低膜                         的相互作用      [ １９ ] .硼在土壤中主要以硼酸的形式被
               的流动性并改变其通透性, 从而减弱铝对植株的伤                         植物根系吸收       [ ８ , ２０ ] , 而铝是以铝酸盐 Al ( OH )的形
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               害  [ １０ ] .同时, 钙能够激活植物细胞内缓解铝毒害分                 式被植物吸收.铝酸盐 Al ( OH )的结构类似硼酸
                                                                                             ３
               子水平的程序       [ １１ ] .近年来, 硼( B ) 是否有类似钙元        ( B ( OH )) . 硼 和 铝 都 参 与 植 物 细 胞 壁 的 结
                                                                          [ １８ ]
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               素对植株铝毒的缓解作用也被广泛关注.硼是高等                          构  [ ２１ ] , 并且二者的作用位点均在根尖.缺硼症状和
               植物必需 的 营 养 元 素, 参 与 了 细 胞 壁 的 结 构 与 合           铝毒类似, 并且硼的含量和植物种类还会影响铝对
               成  [ １２ ] .缺硼可抑制植物根系的生长和伸长             [ １３Ｇ１４ ] , 并  植物的毒害  [ １８ ] .有报道指出硼通过改变铝和其他
               导致植物产量及品质的严重下降                 [ １５ ] .缺硼主要发    营养物的吸收模式缓解了铝毒, 从而减轻了铝对植


               收稿日期: ２０１９Ｇ１２Ｇ１８
               基金项目:国家自然科学基金项目( ４１２７１３２０ ); 中央高校基本科研业务费专项( ２０１７PY０５５ )
               闫磊, 博士研究生 ． 研究方向: 植物养分利用与机制 ．EＧmail : y anlei２０１５＠webmail．hzau．edu．cn
               通信作者:姜存仓, 博士, 教授 ． 研究方向:植物营养机制与施肥 ．EＧmail : j cc２０００＠mail．hzau．edu．cn
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