李荣峰 蓝业琳

摘 要：目的：探索麻疯树早期对铝胁迫的生理反应，进一步研究植物耐铝的生理生化机制。方法：以麻疯树种子为材料，应用砂培法，设计pH为5.6的AlCl36个处理浓度（0、25、50、100、200、400µmol/L）和3个时间梯度（7、14、21d），研究铝胁迫对麻疯树幼苗生长的影响。结果：随着铝浓度及胁迫时间的增加，麻疯树幼苗的根长、茎长、植株鲜质量、叶绿素含量的总体水平降低。结论：麻疯树幼苗叶片在铝毒逆境胁迫环境中具有一定的自我保护和修复能力。

关键词：麻疯树;铝处理;种子;萌发;生理

中图分类号 Q945.78 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2022）09-0056-03

Effects of Different Aluminum Concentrations on the Growth of Jatropha curcas Seedlings

LI Rongfeng   LAN Yelin

（College of Agriculture and Food Engineering， Baise University， Baise 533000， China）

Abstract： Objective：The purpose of this study was to explore the physiological response of Jatropha curcas to aluminum stress in the early stage， in order to further study the physiological and biochemical mechanism of plant aluminum tolerance. Method： The paper takes the seeds of Jatropha curcas as material， design 6 treat concentration（0、25、50、100、200、400µmol/L） and 3 time gradients （7、14 and 21d） of AlCl3 which pH is 5.6， to study the adjusting effect of anti metal stress mechanism of Al3+to the Jatropha curcas under the condition of AlCl3 adversity stress. Result： As the stress density of aluminum liquid and time of stress increasing， the root length， stem length， fresh mass and chlorophyll content of the Jatropha curcas plant drop over all. Conclusion：All these critical factors indicate that the seedling leaf of Jatropha curcas has certain self protection and restoration ability under the condition of aluminum toxicity adversity stress.

Key words： Jatropha curcas; Aluminum toxicity; Seed; Germination; Physiological

麻瘋树（Jatropha curcas L.），又名小桐子，为大戟科（Euphorbiaceae）麻疯树属的小乔木、灌木或草本植物。近年来，随着世界各国对能源需求的增加，在生态环境和经济协调、可持续发展的背景下，生物能源备受青睐。麻疯树作为一种多用途的优良的能源树种，已成为当今倍受关注的生物柴油树种之一。麻疯树的生命力强、耐旱性好，且对土壤和湿度没有特殊的要求，能够在其他植物不能生存的贫瘠土壤上生存，因而其在环境修复领域具有较为广阔的开发前景和应用价值。随着对麻疯树研究的逐步深入，目前在麻疯树产业化发展中，针对麻疯树资源分布、开发利用、扦插育苗、栽培种植等方面已有了很多的研究报道[1-6]。但近几年来国内外有关麻疯树耐铝性的研究大多集中在铝胁迫麻疯树根系有机酸分泌机制及其解铝毒机理，而对于麻疯树内部解铝毒机理在时间和浓度胁迫下的变化规律研究仍较少[7];另外，有关铝浸种对麻疯树种子的萌发试验也较为鲜见，目前也只有对不同时间采收的麻疯树种子经过不同催芽处理后土培育苗栽培研究报道[7]。为此，本研究以麻疯树种子为试验材料，通过用不同浓度的铝浸种处理，从种子萌发开始，探索耐性植物生长早期对铝胁迫的生理反应，为进一步研究植物耐铝的生理生化机制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供试材料：麻疯树种子，为品系PD2，购置于云南壮大科技有限公司。供试铝肥：氯化铝（AlCl3），分析纯（AR）。完全营养液的配方参照毛俊娟等改良的无土栽培液[8]。配方及浓度为：300µmol/L KH2PO4，900µmol/L KNO3，322µmol/L尿素，360µmol/L MgSO4·7H2O，600µmol/L Ca（NO3）2·4H2O，0.34µmol/L CuSO4·5H2O，1.3µmol/L ZnSO4·7H2O，4.3µmol/L MnSO4 ·H2O，4.0µmol/L Na2B4O7·10H2O，0.04µmol/L Na2MoO4·2H2O，3.4µmol/L Fe-EDTA。

1.2 试验设计 试验采用砂培法。将已经萌发露白且生长势相近的麻疯树种子播种于直径为12.5cm×7.5cm的聚乙烯塑料圆盆内洗净的无机质砂石中，每盆播种3株。然后用已经配置好的含不同Al3+浓度的完全营养液浇灌麻疯树幼苗，保持湿润状态。每2d将在聚乙烯塑料盆中剩余的完全营养液倒出，重新加入新的完全营养液进行铝胁迫，置于室内温度25℃、自然光照下培养。铝溶液浓度（AlCl3）分别为0、25、50、100、200、400µmol/L，pH值5.6，共6个处理，重复3次。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 麻疯树幼苗鲜重、根相对伸长率和茎相对伸长率 先测定Al3+处理前麻疯树种子的初根长，然后在系列铝浓度处理3d、6d和9d后，再次测定各处理组麻疯树的根长和茎长。每个处理测5个根长和茎长取平均值，按照根相对伸长率和茎相对伸长率公式，求出各Al3+作用条件下的根和茎相对伸长率。培养21d后，将麻疯树从盆中取出，洗净称重，测定麻疯树幼苗鲜重，每个处理称重9株麻疯树幼苗。

根和茎相对伸长率计算公式为：根相对伸长率（%）=铝处理组大豆根伸长长度/对照组大豆根伸长长度×100;茎相对伸长率（%）=铝处理组茎伸长长度/对照组茎伸长长度×100。

1.3.2 叶绿素含量 系列铝浓度处理培养7d、14d、21d后，选取麻疯树幼苗叶片进行叶绿素含量的测定，叶绿素含量的测定采用80%丙酮提取法，用mg·g-1·FW表示[9]。

1.4 数据统计及分析 重复3次，根据3次所得数据计算平均值（Means）和标准偏差（STDEV），并用EXCEL2003进行数据统计，利用SPSS分析软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同Al3+浓度处理对麻疯树幼苗植株生物鲜重的影响 植物鲜重是植物生长是否良好的重要表征，通过测定植物整株鲜重可以了解植物是否受到Al3+的毒害及受伤害的程度等。从图1可以看出，麻疯树幼苗胁迫21d后，不同铝浓度胁迫与麻疯树生物鲜重的P值小于0.01，说明不同浓度铝液的胁迫与麻疯树生物鲜重有着极显著影响。在不同浓度胁迫相同时间内，麻疯树幼苗的全株鲜重在0、25、50µmol/L Al3+胁迫下，麻疯树整株鲜重随着胁迫的浓度增加而增加;在100、200、400µmol/L Al3+完全培养液胁迫下，麻疯树整株鲜重随着铝浓度的增加而减轻。

2.2 不同Al3+浓度处理对麻疯树幼苗根生长的影响 植株幼苗的根长是植物生长良好的外在表现。从图2可看出，相同时间不同Al3+浓度梯度的的P值小于0.01，相同Al3+浓度不同时间胁迫的的P值小于0.01，表明Al3+浓度和时间对麻疯树幼苗根的生长均有着极显著的影响。随着胁迫的时间增加各Al3+浓度胁迫下幼苗的根都有着不同程度的伸长。但随着胁迫时间的增加，与对照组比较，低Al3+浓度的实验组根的长度明显要长，根的相对伸长率高;高Al3+浓度的试验组根长及根的伸长率较对照组短而低。

2.3 不同Al3+浓度处理对麻疯树幼苗茎生长的影响 由图3可知，相同时间不同Al3+浓度梯度下的P值小于0.01，相同Al3+浓度不同时间胁迫的P值也小于0.01，表明Al3+浓度和时间对麻疯树幼苗茎的伸长均有着极显著的影响，成负相关的关系。随着胁迫的时间增加，各Al3+浓度胁迫下幼苗的茎都有着不同程度的伸长。但是随着胁迫时间的增加，与CK相较，低浓度的Al3+胁迫下茎的长度明显要长，茎的相对伸长率高;高浓度的Al3+胁迫下茎长及茎的伸长率较对照组短而低。

2.4 不同Al3+浓度处理对麻疯树幼苗叶绿素含量的影响 由图4可知，相同时间不同Al3+浓度梯度下的P值小于0.01;相同Al3+浓度不同时间胁迫的P值为0.002589<0.01，表明胁迫的Al3+浓度和时间长短对麻疯树幼苗叶片的叶绿素a含量均有着极显著的影响。随着胁迫的Al3+浓度含量的增加，幼苗叶片中叶绿素a都出现了不同程度的降低。但是随着胁迫时间的增加，与CK比较，相同Al3+浓度的试验组随着外界胁迫时间的推移，低浓度的Al3+麻疯树幼苗叶绿素a的含量增多，高浓度的Al3+的含量减少。

由图5可知，相同时间不同Al3+浓度梯度的P值小于0.01，相同Al3+浓度不同时间胁迫的P值也小于0.01，表明胁迫的Al3+浓度和时间长短对麻疯树幼苗叶片的叶绿素b含量均有着极显著的影响。随着胁迫的时间增加，各Al3+浓度胁迫下幼苗叶片中叶绿素b都有着不同程度的降低;随着Al3+胁迫浓度的增加，与CK相较，幼苗叶片的叶绿素b含量都出现明显降低。

3 讨论与结论

从麻疯树幼苗生长的生物量可以看出，处在开始萌动时的麻疯树幼苗大量吸收Al3+和Cl-，且随着萌发进程而增加，进而受到渗透胁迫和离子毒害。麻疯树幼苗的根系伸长量、茎段伸长量及生物总量等，随着Al3+浓度的增加，受毒害效果越明显。一般来说，盐分对种子萌发时期的伤害主要是从萌动开始的，种子萌发初期是其抗渗透胁迫能力逐渐消失的转折期[10]。本研究结果与闫先喜等[11]的试验结果一致，即种子萌发过程中，只有在高浓度盐胁迫下或较长时间的盐分积累下，才会导致种子萌发受阻。

叶绿素是植物光合作用过程中吸收和传递光能的重要功能物质，其含量的高低会直接影响植物光合作用的强弱[12]。据报道，盐胁迫通过抑制叶绿素合成，并加速其分解，导致叶绿素含量下降。在本研究中，叶绿素a含量随着Al3+浓度的增加呈现先增后降的趋势，其原因可能是Al3+浓度低于50µmol/L时，低浓度的盐离子促进植物的生长发育，反之高浓度对植物叶片造成毒害，破坏了植株叶片叶绿素a的产生;随着铝胁迫时间的延长，这种破坏程度趋于缓和，在第14天与第21天时，叶绿素a含量水平相近，说明麻疯树的抗逆性随着胁迫时间的增加而加强，从而证明麻疯树对铝毒具有较好的自我修复能力。然而，在Al3+浓度胁迫下，叶绿素b含量总体呈下降趋势，但Al3+浓度低于50µmol/L时，叶绿素b含量下降不明显，这与叶绿素a的下降趋势相似。说明较低浓度对麻疯树叶片光合色素影响不明显，较高浓度的Al3+处理对麻疯树的叶绿素含量有着极显著的影响，表明麻疯树幼苗存在一定的自我修复能力。

参考文献

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（责编：张宏民）