甘蓝型油菜耐铝极端品种筛选及耐铝生理机制初步解析 .pdfVIP

第42卷第6期华中农业大学学报Vol.42No.6

2023年11月JournalofHuazhongAgriculturalUniversityNov.2023，154~163

张雯，黄益丹，张鹏超，等.甘蓝型油菜耐铝极端品种筛选及耐铝生理机制初步解析［J］.华中农业大学学报，2023，42（6）：154­163.

DOI：10.13300/ki.hnlkxb.2023.06.019

甘蓝型油菜耐铝极端品种筛选

及耐铝生理机制初步解析

张雯，黄益丹，张鹏超，徐芳森，王创，丁广大

华中农业大学资源与环境学院/微量元素研究中心/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室，武汉430070

摘要为筛选不同铝敏感性油菜品种并探究油菜对铝毒的耐受机制，以997份甘蓝型油菜自然品种为材

料，采用土培初筛和营养液复筛的两步筛选法，以地上部鲜质量和相对根系伸长率为指标筛选获得甘蓝型油菜

不同铝敏感性品种，解析油菜耐铝的生理机制。结果显示，997份甘蓝型油菜自然品种苗期在酸性土壤上表现

出显著的基因型差异，从中筛选出142个不同铝敏感性极端品种，含77份铝耐受品种和65份铝敏感品种；进一

步利用营养液培养体系在加铝和不加铝处理下对142个油菜品种进行复筛，通过聚类分析发现，97个品种在2

个培养体系中具有较好的生长一致性；经过多次表型重复试验最终确定2个铝耐受品种（806和985）和2个铝敏

感品种（482和811）。在铝毒处理下铝敏感品种（482和811）生物量相比不加铝处理下降约45%，根系生长显著

被抑制，而铝耐受品种则无明显差异。进一步分析发现，相比铝敏感品种，铝耐受品种在铝毒条件下根系中积累

的铝更少，活性氧含量更低，且根系中抗氧化酶（CAT和POD）的活性相比无铝处理显著增加，这可能是油菜耐

铝的重要生理机制之一。

关键词甘蓝型油菜；酸性土壤；铝毒；两步筛选法；极端品种；耐铝

中图分类号S565.4文献标识码A文章编号1000-2421（2023）06-0154-10

酸性土壤为pH值小于5.5的土壤的总称。酸性脉变紫，叶尖黄化死亡，幼叶卷曲，生长点坏死等［7］。

土壤对农业生产的危害是一个综合因素，一方面包不同植物或同一植物的不同基因型对铝毒的耐

括因低pH活化土壤中大量铝、铁、锰等金属离子，导受能力具有显著差异。因此，在耐铝种质资源筛选、

致铝、铁、锰等溶入土壤而抑制作物生长；另一方面，品种鉴定和选育工作中，选择简单、高效的鉴定方法

酸性土壤中磷、钾、钙、镁、钼和硼等作物必需养分的尤为重要［8-9］。目前，关于作物耐铝品种的鉴定指标

有效性低，导致作物营养不良，产量品质下降［1-2］。有很多种，因材料的培养体系不同而存在差异，主要

铝作为矿物土壤不可缺少的组成部分，几乎存在于的筛选体系包括土壤培养体系和营养液培养体系。

所有的生命形式中，土壤中的铝含量非常高，但是铝利用这2种体系开展品种筛选各具特点，土壤培养体

对植物的影响与其存在形式和化学形态密切相关。系筛选法考虑了铝对植株地上部和根部生长以及营

高pH条件下，土壤中的铝主要以沉积物的形式存养吸收的持续影响，一般选择株高、茎、地上部和根

在，不能被植物吸收［3］；在低pH条件下，土壤中的铝系的干质量等为简单高效的鉴定指标［10］；而短期的

3+

离子（Al）被释放出来，抑制植物的生长。铝对植营养液培养体系法一般只考虑了铝对细胞伸长和分

物的毒害作用最初和最明显的特征是抑制根尖伸裂的影响，多数研究以短期铝处理后测定的根长作

长［3-5］，主要表现为主根伸长严重受阻，根尖细胞伸为判断品种耐铝能力的方法，以相对根系伸长率作

长和细胞分裂受到抑制，根短粗并呈现褐色［6］。植物