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第卷第期
植物营养与肥料学报.
年月盯.
根分泌物与禾本科植物对缺铁
胁迫的适应机理
张福锁
北京农业大学植物营养系,
摘要
本文系统地总结了自然基金重点项目“根分泌物在根际微生态系统中的营养机理”的研究进展和
部分主要成果。,它受某一
养分缺乏的诱导,是在植物体内合成并可通过主动分泌作用进人根际的代谢产物。它的合成和分泌
只受该养分胁迫的专一诱导和控制,只要改善这一营养状况就能抑制或阻止其合成和分泌当植物
缺乏这一养分时,植物体可通过自身的调节能力,合成专一性物质井自根分泌到根际,促进该养分的
活化井提高植物对其吸收利用效率,从而达到克服或缓解该营养胁迫的目的。用单基因突变材料进
行的研究表明,植物铁载体的生物合成和吸收利用是受单基因控制的过程。这一发现不仅使人类有
可能运用生物学研究技术来解决营养缺乏问题,而且也为有效地利用自然资源、降低生产成本、减少
环境污染提供可能性麦根酸类植物铁载体在缺铁禾本科植物
体内的生物合成从植物根内向根际的分泌、在根际环境中对铁的活化及植物对一植物铁载体螫
合体的吸收四个过程组成了禾本科植物对缺铁胁迫的适应机理植物铁载体只在早晨日出后~
内大量分泌的节俸性增加了它们在根际土壤中的相对浓度,减少了它们与土壤颗粒的接触和被吸附
分泌部位集中在微生物尚未侵染的根尖避开了微生物的破坏和分解,同时也增加了它们在土壤微区
中的相对浓度。分泌作用和螫合作用不受介质值和且:’离子浓度影响的特性使该机理在经常出现
缺铁现象的石灰性土壤上具有特殊意义。研究结果还表明,缺铁可以诱导澈活根细胞原生质膜上可
能存在的¨一植物铁载体复合体的专一性吸收和运载蛋白,高值和对这一蛋白的载体功能
,也能有效地发挥作用。这一
结论揭示了小麦等禾本科植物适应铁胁迫的实质及其生态学意义。
关键词植物铁载体塑缺锌麦大麦璺盐些萱岛经
,
发掘和利用植物自身的抗逆能力,附之以对其微生态环境的调控,以减少和克服逆境的限
制与损伤、降低农业生产成本、合理开发利用有限的资源、
高产优质高效的农业生产目的,
前国内外研究的热点之一。应用分子生物学和基因工程技术进行作物抗逆性的遗传改良,其关
键是找出标记这一抗性的控制基因。就植物营养而言,养分专一性根分泌物是植物营养遗传特
性控制基因的标记物,它受某一养分缺乏的诱导,是在植物体内合成,并可通过主动分泌作用进
★国家自然科学基盎项目
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人根际的代谢产物。它的合成和分泌只受该养分胁迫的专一诱导和控制,只要改善达一营养状
况就能抑制或阻止其合成和分泌当挝物缺乏这一养分时,植物体可通过自身的调节能力,合
成专一性的物质并分泌到根际,促进该养分的活化并提高植物对其吸收利用效率,从而达到克
服或缓解该营养胁迫的目的
本世纪年代后期确定的禾本科植物根际专一性报分泌物一麦根酸类植物铁载体搜
其生理和生态学意义,不仅使人类有