坎波鲁佩斯特雷（Campo Rupestre）地区野生植物中的铝元素：研究野牡丹科（Melastomataceae）植物的铝积累部位及解毒机制

《NATURWISSENSCHAFTEN》：Aluminum in native plants from the Campo Rupestre: Investigating accumulation sites and detoxification mechanisms in Melastomataceae

铝在巴西石英岩露头区二十种木犀科植物中的积累及非毒性机制研究。通过土壤分析和组织定位发现，铝主要沉积于初级细胞壁，部分进入分生组织、细胞核及叶绿体，表明其非毒性。解毒机制包括硅复合物形成、硬质细胞（石细胞和粘液细胞）隔离及通过特氏毛分泌铝。该研究首次揭示此类生态系统中铝积累的生物学适应策略。

　　

摘要

土壤中铝（Al）的存在作为促进Campos Rupestres（石英岩岩生草原）植物群适应性的因素，此前一直被忽视。我们的研究旨在揭示这些植物中铝的积累情况，并了解与土壤样本一同采集的20种野牡丹科（Melastomataceae）物种的金属抗性机制。具体分析了以下内容：铝和营养元素的含量；铝、酚类化合物及黏液的组织定位；利用扫描电子显微镜/能量色散谱仪（SEM/EDS）对叶片和茎中的铝、钙（Ca）、铁（Fe）、锰（Mn）和硅（Si）进行定位；以及对土壤进行化学分析。所有研究物种均为铝积累植物，其叶片中的铝浓度范围为1.46至27.74克/千克干质量。不同组织的初生细胞壁是铝的主要积累部位。铝存在于分生组织、细胞核和叶绿体中，这证实了铝对这些植物并无毒性。铝在石细胞和黏液细胞内的隔离、与细胞壁及矿化结构中的硅形成复合物，以及通过腺毛分泌物将铝排出体外，可能是铝在植物体内解毒的机制。本研究首次证明了巴西高生物多样性区域（OCBIL）——石英岩岩生草原中的植物能够积累铝。

土壤中铝（Al）的存在作为促进Campos Rupestres（石英岩岩生草原）植物群适应性的因素，此前一直被忽视。我们的研究旨在揭示这些植物中铝的积累情况，并了解与土壤样本一同采集的20种野牡丹科（Melastomataceae）物种的金属抗性机制。具体分析了以下内容：铝和营养元素的含量；铝、酚类化合物及黏液的组织定位；利用扫描电子显微镜/能量色散谱仪（SEM/EDS）对叶片和茎中的铝、钙（Ca）、铁（Fe）、锰（Mn）和硅（Si）进行定位；以及对土壤进行化学分析。所有研究物种均为铝积累植物，其叶片中的铝浓度范围为1.46至27.74克/千克干质量。不同组织的初生细胞壁是铝的主要积累部位。铝存在于分生组织、细胞核和叶绿体中，这证实了铝对这些植物并无毒性。铝在石细胞和黏液细胞内的隔离、与细胞壁及矿化结构中的硅形成复合物，以及通过腺毛分泌物将铝排出体外，可能是铝在植物体内解毒的机制。本研究首次证明了巴西高生物多样性区域——石英岩岩生草原中的植物能够积累铝。