紫花苜蓿耐酸铝研究

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1、紫花苜蓿耐酸铝研究摘要：紫花苜蓿是全球栽培面积最大的多年生豆科牧草，铝毒是制约其在酸性土壤推广种植的主要因子之一。主要综述了紫花苜蓿铝毒害机理、抗铝品种选育、抗铝生理生化、抗铝的分子机理以及抗铝的转基因研究等方面的主要进展，并对紫花苜蓿耐铝性研究中存在的问题和前景进行了讨论。关键词：紫花苜蓿；铝毒；品种选育；抗性基因紫花苜蓿（MedicagosativL.）是全球栽培面积最大的多年生豆科牧草，具有高产优质等特性，是公认的“牧草之王”。紫花苜蓿适宜生长在pH6.7～7.5的土壤环境中，当土壤pH低于6.7时，苜蓿产量会随着pH的下降而迅速下降[1]

2、。据统计，世界范围内有超过40%的可耕作土地呈酸性[2]。我国长江以南广泛地分布着大面积的酸性土壤，主要集中在浙江、江西、福建、广东、广西、海南、云南和贵州等南方省份，总面积达2.04亿hm2，约占全国耕地面积的21%[3]。如何提高紫花苜蓿在酸性土壤中的产量，一直是国内外苜蓿工作者关注的重点。2001年美国农业部已将耐酸性苜蓿研究列为科研课题，我国也有相关项目已启动。酸性土壤中作物减产主要由铝毒造成。近年来，国内外围绕紫花苜蓿抗铝毒进行了大量研究，主要集中在铝毒害机理、紫花苜蓿耐铝品种选育、耐铝性生理生化、耐铝分子机理及耐酸铝转基因研究等方面。

3、笔者围绕这几方面对紫花苜蓿耐铝毒特性研究进展进行了综述，旨在为今后的研究工作提供参考。1铝的毒害机理铝是地球上含量最高的金属元素，在中性或碱性土壤溶液中，铝主要以不溶性的硅酸盐和氧化物形式存在，对植物生长无危害；但当土壤环境呈酸性时，铝以离子态[Al（OH）2+、Al（OH）2+、Al3+、Al（H20）63+]释放到溶液中[4]。一方面，酸性土壤中铝离子溶出占土壤中阳离子交换总量的20%～80%，导致其他土壤阳离子的吸附或流失，造成钾、磷、钙和钼等营养元素的缺乏；另一方面，铝离子对植物生长产生毒害作用。研究表明，酸性土壤中作物减产67%是由铝毒

4、造成[5]。紫花苜蓿属铝毒极端敏感植物，高于0.1mmol/L的铝离子处理能明显降低苜蓿种子的发芽数量、速度和质量，抑制幼苗生长，其可能机制是A13+处理影响苜蓿种子萌发时主要贮藏物质蛋白质的转化、根细胞膜的选择透过性和叶片的光合作用[6]。根系吸收到铝离子在体内移动很小，主要分布在老根中，通过间接作用抑制新根系生长，导致次生根畸形分支、肿胀和数量减少，降低了水分和营养元素的吸收[7]。此外，铝离子通过影响根瘤菌和苜蓿相互识别过程中结瘤信号――结瘤因子的传递，导致根瘤生成减少，对根瘤菌固氮产生影响，从而使苜蓿的产量下降[8]。农业生产中采用施生石

5、灰对酸性土壤进行