中文摘要
排根形成和有机酸分泌是植物对低磷胁迫的重要适应。然而人们对排根分泌有机酸的机制,特别是有机酸阴离子与氢离子释放的相互关系、以及排根对植物吸收磷的定量贡献并不清楚,这是准确评价排根和有机酸生态作用的关键问题。本研究采用持续低磷供应的溶液培养、根箱土培和土-液联合培养试验结合分根局部供磷和同位素示踪技术,应用超微提取探头和聚脂环原位提取方法研究不同磷处理下白羽扇豆植物根分泌有机酸和释放氢离子的时空规律,探讨氢离子释放速率对有机酸阴离子分泌的影响,明确阴阳离子吸收与有机酸阴离子分泌和氢离子释放间的内在联系,建立土壤条件下用超微提取探头原位研究根分泌物的方法,阐明植物体内磷浓度对排根形成和有机酸分泌的调节过程,确定排根分泌有机酸阴离子与氢、钾离子释放的协同效应,明确排根对磷的吸收速率和转移数量,探明低磷胁迫下排根形成和分泌有机酸的机制及其对磷吸收的贡献率,为揭示植物适应养分胁迫机制提供科学依据。
结题摘要
揭示排根分泌有机酸的机制及其对植物磷吸收的贡献是准确评价排根和有机酸生态作用的关键问题。本研究采用低磷溶液培养、根箱试验和固-液联合培养试验结合分根局部供磷和离子耗竭技术,研究了不同磷处理白羽扇豆根分泌有机酸和释放氢离子的时空规律及其相互关系,分析了局部供磷对排根形成与有机酸分泌的影响,探讨了白羽扇豆排根对植物磷吸收的贡献。结果表明,白羽扇豆生长早期具有形成排根的倾向,与磷供应无关,但随后的高磷供应明显抑制了排根的形成和柠檬酸的分泌,缺磷刺激了排根的形成和柠檬酸的分泌,有机酸阴离子的分泌与质子的释放都集中在排根区,但二者并不总是同步,是两个相对独立的过程,阴阳离子吸收的不平衡特别是过量阳离子吸收是排根释放质子的主因,柠檬酸阴离子的分泌可能对质子的释放只贡献了一小部分,K+在有机酸阴离子和H+释放的相互关系中起了重要的调节作用。建立了土壤条件下用超微提取探头原位研究根分泌物的方法。揭示了植物体内的磷浓度是调节排根形成和有机酸分泌的主因,但排根形成和有机酸分泌同时受局部供磷和外部环境条件的影响,明确了排根对磷的吸收速率和转移数量,揭示了低磷胁迫下排根分泌有机酸的机制及其对磷吸收的贡献率。
