| 成果名称: | 华南地区主要作物的耐铝毒机制研究 |
| 完成单位: | 华南农业大学 |
| 主要人员: | 沈宏、吴道铭、陈建红、杨旭健、赖勇林、沈春鹏 |
| 介绍: | （1）课题来源与背景：铝毒被认为是酸性土壤中限制作物生长的重要因素之一。上世纪80年代第二次全国土壤普查数据显示，我国南方红壤pH值处于4.5-6.0之间，酸性土壤的分布面积约2.0×104 km2。然而，第二次全国土壤普查结束后的30年间，全国耕地酸化加重，土壤酸化面积加大。土壤酸化诱发的铝毒害严重影响了我国南方农业生产。面对该问题，传统上主要通过施用石灰、碱性物料或有机肥料来缓解。施用这些物质一定程度上缓解了铝毒害对植物生长的影响，然而这种措施的时效短，并且需要消费大量的人力、物力和财力。可见，深入研究植物自身耐铝机制，并对其耐铝特性进行遗传改良，提高植物自身忍耐铝毒害的能力或选育耐铝能力强的新品种是提高酸性土壤生产力、促进农业生产的可持续发展的重要保障。基于此背景，在3项国家自然科学基金、1项留学回国基金、3项国际科学基金、1项广东省高等学校高层次人才项目、1项人事部留学回国人员择优资助项目、1项高等学校博士学科点专项科研基金和1项广东省自然科学基金资助下，开展本课题研究。 （2）技术原理及性能指标：本项目研究了华南地区水稻、大豆等作物的耐铝毒机制，阐明了作物根系质膜H+-ATP酶参与了铝诱导根系有机酸分泌和生长素运输蛋白参与缓解根系铝毒害的作用机制，并建立了完善的植物铝毒研究方法，具有重大的科学价值。项目发表SCI论文8篇，中文核心期刊论文21篇，国际会议论文8篇，参与编写专著2部，获得授权国家发明专利4项、实用新型专利1项。 （3）技术的创造性与先进性：项目在国际上首次报道了植物根系质膜H+-ATP酶参与铝诱导植物根系有机酸分泌的调节过程。在国际上首次发现铝干扰根尖生长素运输蛋白（PIN2）在质膜与胞内移动，阻碍生长素的运输，进而抑制根尖生长，并深入阐明了根尖生长素运输影响植物铝耐性的机理。在国内较早建立了土壤栽培条件下植物根系生长原位观察装置以及根系分泌物的收集装置与方法，建立了根尖有机酸分泌的酶学测定方法，建立了土壤栽培条件下作物根系铝毒害快速检测方法，首次在国内报道了根尖有机酸分泌过程中能量消耗的定量计算方法。 （4）技术的成熟程度，适用范围和安全性：项目历经15年深入研究，阐明了华南主要作物的部分耐铝机制，丰富了学界对铝诱导有机酸分泌机理的认识，也为研究作物耐铝毒机制提供了新的思路，为华南酸性红壤的可持续利用以及耐铝植物选育提供科学依据。在国内较早建立了铝胁迫条件下植物根系生长观察、有机酸分泌的收集和分析以及有机酸分泌过程的能量计算的技术体系，为深入研究作物耐铝机制提供了可靠的技术支持。 （5）应用情况及存在的问题：本研究主要属于理论基础研究，相关研究成果为丰富了学界对植物耐铝特性的认识，为华南酸性红壤的可持续利用以及耐铝植物选育提供科学依据。所建立的研究方法也为深入研究作物耐铝机制提供了可靠的技术支持。根据本研究结果对作物耐铝特性进行遗传改良，或者选育耐铝能力强的新品种前景广阔，但技术和社会舆论限制也很大。 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2018】0297 |
| 登记日期: | 2018-07-10 |
| 研究起止时间: | 2000.06 至2016.01 |
| 所属行业: | 农、林、牧、渔业 |
| 所属高新技术类别: | |
| 评价单位名称: | 华南农业大学学术委员会 |
| 评价日期: | 2018.06.25 |
