氮磷供應(yīng)對(duì)羽扇豆排根形成與有機(jī)酸分泌的影響.pdf

1、排根形成和有機(jī)酸分泌是植物適應(yīng)低磷脅迫的一種重要機(jī)制。羽扇豆是研究排根形成及適應(yīng)缺磷機(jī)制的重要材料，其中自羽扇豆已成為排根形成研究的模式植物。本研究采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的白羽扇豆、黃羽扇豆和紫羽扇豆三種羽扇豆為試材，探討了不同供氮水平下低磷對(duì)白羽扇豆排根形成和質(zhì)子釋放的影響，比較了低磷誘導(dǎo)的三種羽扇豆排根形成、質(zhì)子釋放和有機(jī)酸分泌的種間差異。在模擬生物固氮條件下，研究了低磷對(duì)羽扇豆排根形成和有機(jī)酸分泌動(dòng)態(tài)規(guī)律的影響，并探討

2、了固氮與硝態(tài)氮供應(yīng)條件下低磷脅迫效應(yīng)的差異。針對(duì)紫羽扇豆適應(yīng)石灰性土壤的特點(diǎn)，定量研究了外部pH和磷營(yíng)養(yǎng)對(duì)紫羽扇豆排根形成、質(zhì)子釋放和有機(jī)酸分泌的影響。主要結(jié)果如下： 1．供硝態(tài)氮條件下，低磷促進(jìn)了白羽扇豆排根的形成；低氮促進(jìn)、高氮抑制排根的形成；適宜供氮促進(jìn)低磷對(duì)排根的誘導(dǎo)。低磷提高了質(zhì)子的釋放，高氮抑制了質(zhì)子的釋放。結(jié)果表明硝態(tài)氮供應(yīng)水平影響排根的形成，也制約低磷對(duì)排根的誘導(dǎo)。 2．在供硝態(tài)氮條件下比較了三種羽扇豆對(duì)

3、低磷脅迫的響應(yīng)規(guī)律。低磷誘導(dǎo)黃羽扇豆形成類排根，但促進(jìn)白羽扇豆、紫羽扇豆形成大量排根：低磷增加了三種羽扇豆質(zhì)子釋放速率，缺磷脅迫下，質(zhì)子釋放速率的順序是白羽扇豆>黃羽扇豆>紫羽扇豆；低磷提高了三種羽扇豆檸檬酸的分泌速率，以及根表酸性磷酸酶的活性，活性增加順序是白羽扇豆>黃羽扇豆>紫羽扇豆。這表明低磷顯著改變了羽扇豆的根形態(tài)，促進(jìn)不同羽扇豆排根或類排根的形成，增加羽扇豆質(zhì)子的釋放、檸檬酸的分泌以及酸性磷酸酶的活性。 3．在固氮條件

4、下研究了低磷對(duì)黃羽扇豆和紫羽扇豆根形態(tài)與有機(jī)酸分泌動(dòng)態(tài)規(guī)律的影響。缺磷誘導(dǎo)黃羽扇豆從25天開始形成類排根、紫羽扇豆自16天開始形成排根：缺磷導(dǎo)致兩種羽扇豆質(zhì)子釋放增加，黃羽扇豆質(zhì)子釋放的增加從16天開始出現(xiàn)，質(zhì)子釋放部位主要集中在新生根或根的新生段；紫羽扇豆質(zhì)子釋放從22天開始增加，主要集中在成熟和新生排根區(qū)；缺磷誘導(dǎo)黃羽扇豆、紫羽扇豆檸檬酸分泌速率增加；也提高了根表酸性磷酸酶的活性。結(jié)果表明羽扇豆對(duì)缺磷脅迫的響應(yīng)是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的誘導(dǎo)過程

5、，缺磷脅迫增加了羽扇豆對(duì)質(zhì)子和檸檬酸的分泌速率，質(zhì)子釋放具有明顯的時(shí)空變異規(guī)律。 4．比較了固氮與硝態(tài)氮條件下黃羽扇豆和紫羽扇豆對(duì)低磷脅迫響應(yīng)規(guī)律的差異。在缺磷脅迫條件下，與生物固氮相比，硝態(tài)氮處理提高了黃羽扇豆類排根和紫羽扇豆排根的形成。硝態(tài)氮供應(yīng)顯著抑制了質(zhì)子的釋放。低磷提高了紫羽扇豆檸檬酸的分泌，而低磷只促進(jìn)了供應(yīng)硝態(tài)氮的黃羽扇豆分泌檸檬酸。低磷條件下硝態(tài)氮處理進(jìn)一步增加了紫羽扇豆酸性磷酸酶活性。結(jié)果表明，缺磷誘導(dǎo)羽扇豆排

6、根形成和有機(jī)酸分泌的效應(yīng)受供氮形態(tài)影響與羽扇豆種類有關(guān)，硝態(tài)氮供應(yīng)促進(jìn)了低磷對(duì)排根、類排根的誘導(dǎo)，使缺磷誘導(dǎo)的質(zhì)子釋放受到抑制，提高了低磷條件下酸性磷酸酶的活性。 5．低磷條件下，高pH進(jìn)一步提高了紫羽扇豆排根形成、質(zhì)子釋放和檸檬酸分泌；低磷抑制了陰離子H<,2>PO<.4><'->和SO<,4><'2->的吸收，高pH增加了陽離子ca<'2+>，Na<'+>和Mg<'2+>吸收，從而導(dǎo)致質(zhì)子釋放顯著增加，這主要與過量陽離子的吸