中文摘要：

铝毒是酸性土壤上限制作物生长的主要因子。水稻是世界上禾谷类作物中铝抗性较强的物种，但其耐铝的生理和分子机理至今仍不清楚。本项目以对铝毒耐性有显著差异的水稻基因型为试验材料，以根表铁膜为研究切入点，采用营养液培养、悬空气培养、土砂联合根袋培养方法，结合扫描电镜、能谱分析、ICP-MS/AES和X射线微探针等技术，通过铝毒胁迫下根表铁膜钝化铝和根系吸收铝并向地上部运输的特征，磷和根际沉积物(根系分泌物、根冠、粘液、根边缘细胞)作用下铁膜形成及对根际铝的吸持钝化作用，探讨根表铁膜对铝的富集、转化机制，解析磷和根际沉积物介导铁膜形成与水稻耐铝性间的协同效应，为进一步揭示植物耐铝机理以及耐铝性状的遗传改良提供理论依据

结论摘要：

菲优多系1号(耐铝毒基因型)和红良优166(铝毒敏感基因型)作为试验材料，以根表铁膜为切入点，研究了水稻根表铁膜、磷和根际沉积物对铁膜形成和铁膜对根际铝的吸持钝化的作用机理。结果表明，30 mg？L-1和40 mg？L-1 Fe2+诱导形成的铁膜数量达到36~42 mg？g-1，此时铁膜可作为根系铝吸收的屏障，减轻铝毒害。动力学实验表明无论有无铁膜存在，水稻根系对铝的吸收均符合Michaelis-Menten动力学方程。铝敏感基因型水稻通过根表铁膜抑制根系对铝的吸收，而耐铝基因型水稻则通过铁膜上的磷降低铝对植株的毒害。外源供磷条件下，铁膜把在Al固定在根表，减少Al在细胞壁的积累，而吸附在铁膜上的磷进一步促进Al在铁膜中沉积，根系吸收的磷则通过与Al在细胞壁中形成P-Al沉积，提出铁膜和其上吸附的磷对Al的双重固定以缓解铝毒的作用机理。当铁膜和边缘细胞共同存在时，边缘细胞分泌的氧化酶和氧化物可促进根表铁膜形成的同时阻止了根尖对Al的吸收，耐铝水稻品种中根表铁膜的存在能维持根尖较高的边缘细胞活性，减少粘液分泌，提出了根尖边缘细胞和根表铁膜共同缓解铝毒的交互作用新机理。