土壤的酸性是限制植物分布的重要因素，世界上超過40%的耕地是酸性土壤。在酸性土壤中，作物生長受到不同的毒性（H⁺, Al³⁺, Mn²⁺）和營養物質的影響，在這些復雜的因素中，Al³⁺ 和H⁺的毒性與植物的生長具有高度的相關性。植物的鋁毒性主要是當土壤中的pH低于4.5時的Al³⁺的作用。因此，為了繁育出更加忍耐酸性土壤的植物，有必要研究H⁺和Al³⁺的毒性機制。

 

   澳大利亞的科學家使用非損傷微測技術研究了擬南芥對Al³⁺和低pH響應的離子轉運機制。Al³⁺毒性早期的癥狀是抑制了根的生長，隨后發現低pH減小了H⁺內流進入根組織，引起了細胞質的酸化。相反，低pH和Al³⁺共同脅迫減小了伸長區的H⁺內流，誘導了成熟區的H⁺外流，導致了細胞所有區域的堿化。低pH誘導了伸長區根際pH的增加，但是低pH和Al³⁺共同脅迫導致了所有根部區域的pH下降。低pH脅迫減輕了K+的外流，誘導了質膜的去極化，低pH和Al³⁺共同脅迫顯著減少了質膜去極化。處理60min后，低pH引起了質膜去極化，但是低pH和Al³⁺共同脅迫引起了質膜的超極化。

 

   這項研究發現了低pH和Al³⁺毒害對根組織和根際的影響有差異，低pH和Al³⁺減少了野生型擬南芥根部增加酸性環境中根際pH的能力。這可能為研究植物適應非生物脅迫的不同機制提供了基礎。

 

關鍵詞：非損傷微測技術，低pH值（Low-pH），Al³⁺，H⁺，K⁺

參考文獻：Bose J, et al. Physiologia Plantarum, 2010, 139: 401-412.

全文下載：Aluminum-dependent dynamics of ion transport in Arabidopsis: specificity of low pH and aluminum responses