外源有机酸对铝胁迫下菊芋生理响应系统的调控效应

铝(AI)是酸性土壤常见的金属污染物之一.为探明外源有机酸对铝胁迫下菊芋(Helianthus tuberosus)生理特征及根系DNA损伤的影响,以耐铝品种徐州菊芋和铝敏感品种资阳菊芋为材料,设置0、350和700μmol·L-1铝处理,同时分别施加0、30、60和90μmol·L-1复合有机酸,探究外源有机酸对铝胁迫下各时期(7、14和21天)菊芋生理响应和DNA损伤的影响.结果表明,铝胁迫抑制菊芋根伸长与根系活力,严重损害菊芋的光合机构与抗氧化系统,随着铝浓度的增加,DNA拖尾程度升高,DNA受损加剧.而施加复合有机酸能有效缓解铝胁迫造成的损伤.施加60 μmol·L-1有机酸可增强抗氧化酶活性,提高最大光化学效率并促进根尖有机酸分泌,其中柠檬酸分泌量分别比对照高2倍(徐州菊芋)及0.75倍(资阳菊芋),根尖铝含量降低,根系活力增强,徐州菊芋和资阳菊芋DNA尾距较单独铝处理组下降51.53％和35.10％,显著缓解DNA拖尾现象,较大程度修复了DNA断裂.综上,铝胁迫对菊芋造成的损害严重且较难缓解,60 μmol·L-1有机酸能增强低铝胁迫下菊芋生理响应,降低DNA受损程度,提高菊芋的抗逆性,且在铝敏感品种资阳菊芋中缓解效果更好.该研究揭示了外源复合有机酸对铝胁迫下菊芋生理响应系统的调控作用,可为菊芋等经济作物在南方酸铝地区的种植与生产提供理论依据.