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铝胁迫是抑制酸性土壤(pH<5.5)中植物生长和作物产量的主要因子之一。而全球可耕地面积的30%和潜在耕地面积的50%都受到Al胁迫的威胁。在中性条件下,Al是以硅酸盐或氧化物的不溶性状态存在,然而,当环境pH降至5.0以下时,Al就会主要以Al3+的形式存在,成为可溶性,被植物根吸收后造成各种伤害。 为了研究内源水杨酸水平及信号转导、乙烯信号转导以及乙烯和水杨酸双重信号转导在植物对铝胁迫应答中的可能作用,本研究利用模式植物拟南芥的某些相关突变体,包括水杨酸高积累突变体snc1(水杨酸较野生型高8倍以上)、水杨酸显著降低的转基因系nahG(水杨酸只有野生型的20%左右)、水杨酸信号转导缺失突变体npr1-1(对水杨酸不敏感)、水杨酸生物合成受阻突变体sid2(水杨酸只有野生型的5%左右)、乙烯信号转导缺失突变体ein2-1(对乙烯不敏感)、水杨酸和乙烯信号转导双重缺失突变体ein2-1/npr1-1以及拟南芥野生型(生态型为Columbia)为实验材料,在实验室模拟铝胁迫条件下,从植株生长、生理生化代谢等方面探讨水杨酸水平及信号转导、乙烯信号转导以及乙烯与水杨酸在植物对铝胁迫应答中的可能作用及其机理。 本研究结果表明: 1.与野生型相比,内源水杨酸高积累加强了拟南芥植株对铝胁迫的敏感性,而水杨酸缺失则提高了拟南芥植株对铝胁迫的耐受性;乙烯不敏感突变提高了拟南芥植株对铝胁迫的耐受性;水杨酸信号转导缺失和乙烯信号转导缺失在某些方面对拟南芥植株耐受铝胁迫具有协同作用效果。 2.水杨酸高积累加强拟南芥植株对铝胁迫的敏感性与POD的协同作用有关。 3.苹果酸的分泌与拟南芥植株的耐铝性具有正相关,但与水杨酸或乙烯的作用机制没有严格的相关性。 4.脂质过氧化是铝胁迫伤害的重要机制之一。