《外生菌根對鋁形態的轉化作用及機理研究》是依託西南大學，由辜夕容擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：外生菌根對鋁形態的轉化作用及機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：辜夕容
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋁毒是酸性土壤中限制植物生長的主要因素，接種部分優良外生菌根真菌能夠提高植物抗鋁性，是改善酸鋁林區森林生長的有效措施，但有關其改變鋁活性的作用機理至今未有科學定論。本研究重點圍繞外生菌根特定結構和特定分泌物對鋁形態的轉化作用展開，選取6－8種抗鋁性能優良的外生菌根真菌接種馬尾松形成外生菌根，考察鋁脅迫下真菌、宿主、共生體三者的結構、細胞組分及其分泌的H+、有機酸、糖類、胺基酸等對鋁形態轉化的作用，結合磷與鋁之間的相互關係，科學推斷外生菌根對鋁形態轉化的作用機理。本研究有望對外生菌根改變鋁活性的作用機理提出新的觀點，將對詮釋外生菌根提高植物抗鋁毒的機理起到關鍵作用，同時可積極推動外生菌根真菌在我國植樹造林上的套用，促進酸鋁林區退化森林生態系統的恢復與重建，提高森林生產力。
結題摘要
鋁毒是酸性土壤中限制植物生長的主要因素，接種部分優良外生菌根真菌（ECMF）能改善酸鋁林區的森林生長。ECMF可能通過改變鋁的活性而降低鋁毒性。研究選取抗鋁性能優良的7種ECMF，研究了酸鋁脅迫下它們及其共生體（ECM）在鋁形態轉化中的作用及機理。結果發現，酸鋁脅迫下，（1）ECMF及ECM生長提高，對磷、鐵、鎂等養分和鋁的吸收增強，具有超富集鋁的特性；ECMF促進馬尾松苗木對磷和鋁的吸收，抑制鋁但促進磷的上行運輸，吸收的鋁和磷多分布於根系；（2）ECMF體內和ECM根際的四種形態鋁含量均增加，絕大多數（ECMF約88%，ECM約98%）以無毒或低毒的酸溶無機鋁和腐殖酸鋁形態存在，ECMF內活性鋁易轉化成無或低活性鋁， ECM根際活性鋁占比隨鋁而增，可交換態鋁應是對馬尾松苗木最具毒性的鋁；（3）ECMF具有較多的Al3+吸收位點，與Al3+有高度親和性，能將大量鋁吸收並固定在細胞內，同時分泌大量質子以保持電荷平衡，而且有些有機酸分泌增加，如Ld 2的草酸，Pt 715和Ld 3的甲酸、酒石酸、琥珀酸；胺基酸分泌量成倍增加，Ld 3的糖類含量增多；（4）ECMF能利用難溶性磷源Al-P和Fe-P，且對Fe-P的利用強於Al-P，磷與鋁、鎂、鐵等二價或三價陽離子的吸收間相互協同促進；鋁降低ECMF內水溶性磷比例，增加Al-P比例。ECMF吸收的磷和鋁多數轉化為Al-P，利用磷源時質子分泌減少，利用難溶性磷源時分泌增多的有機酸因磷源和菌株而異：Pt 715利用Al-P時是草酸和甲酸，Ld 2利用Al-P時是草酸，利用Fe-P時是甲酸，Ld 3利用Al-P時是甲酸；草酸是多數ECMF利用Al-P時分泌的主要有機酸。總之，酸鋁脅迫時，ECMF與Al3+有高度親和性，吸收Al3+進細胞後以體內解毒方式，利用草酸、甲酸、酒石酸、琥珀酸等有機酸根離子的螯合作用或胺基酸、糖類的耦合作用將Al3+固定在ECMF細胞內或ECM根部，將活性高的交換態鋁或單聚體羥基鋁轉化成無或低活性的酸溶無機鋁或腐殖酸鋁，同時，分泌質子，減少K+吸收量，增加磷酸根離子的吸收量來維持電荷平衡。
