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在酸性土壤中,铝(Al)毒性阻碍作物根系发育和养分吸收,影响产量。研究人员利用水培筛选系统评估 161 种水稻豆(Vigna umbellate)基因型的耐铝性。结果发现水稻豆耐铝性存在遗传差异,水培筛选法有效。这为培育耐铝品种提供依据。
在酸性土壤中,铝(Al)毒性会阻碍作物根系发育、影响养分吸收,最终导致产量下降。因此,培育作物的耐铝性对提高酸性土壤的农业生产力至关重要。在这项研究中,研究人员运用水培筛选系统,在改良的 Magnavaca 营养液中,对 161 种水稻豆(Vigna umbellate
(Thunb.) Ohwi and Ohashi)基因型施加 4 种不同浓度(0、50、100 和 150 μM)的铝,以此评估它们的耐铝能力。
铝毒性症状会随着铝浓度的增加而愈发明显,比如根系长度缩短、分支受损。在对照组处理中,根系长度在 G29 基因型中最短,仅 0.14 cm,而在 G86 基因型中最长,可达 8.35 cm。在含铝处理组中,部分基因型的根系长度为 0 cm,而 G86 基因型的根系长度最长,为 6.90 cm。经苏木精染色后,受铝处理植株的根系再生长明显减少,G155 基因型的根系再生长为 0 cm,G53 基因型的根系再生长最长,为 1.55 cm。
研究人员根据根耐受指数(RTI),将基因型分为耐铝(RTI≥0.65)、中度耐铝(RTI 0.35 - 0.64)和敏感(RTI<0.35)三类。在 50 μM 铝浓度下,39.75% 的基因型耐铝,37.26% 为中度耐铝,22.98% 敏感;在 150 μM 铝浓度下,仅 0.62% 的基因型耐铝,95.03% 敏感。
像 G123 这样的耐铝基因型,在水培和印度东北部梅加拉亚邦(Meghalaya)常见铝毒的田间条件下都表现良好。在田间条件下,G123 产量较高,G114 和 G74 等中度耐铝基因型产量中等,但 G17 和 G61 等部分中度耐铝基因型产量较低。这些研究结果揭示了水稻豆耐铝性的遗传多样性,也证实了水培筛选法可用于筛选适合培育耐铝品种的基因型。