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铝毒是酸性土壤中限制作物生长的主要限制因子,本研究以2个品种大豆,浙春2号（耐铝品种）和浙春3号（铝敏感品种）为材料,研究了大豆对铝胁迫的反应,探索铝对植物毒害机理及植物的耐铝作用机制。结果摘要如下:1.利用傅立叶变换红外光谱（FTIR）法测定了2个不同耐铝性大豆品种在不同浓度铝处理下(0,20,40,60 mg/L Al3+)根、茎、叶的红外光谱。通过对各图谱的比较分析发现,对照的2个品种大豆除928-1200cm-1区域的FTIR差异比较明显外,其他部分的红外光谱基本相似。而铝处理后2个品种大豆根、茎、叶的红外吸收峰形及峰值均与对照有较大的区别,且随铝浓度升高其FTIR区别越为明显。此外,结果显示浙春3号的变化幅度比浙春2号更为明显,这说明铝敏感大豆在铝胁迫下物质代谢受到了较大的影响。2.抑制根系伸长是植物遭受铝毒最早和最易观察到的症状。本实验中2个品种大豆在3 mmol/L铝处理后根长都受到较为显著的抑制,并随时间的延长根相对伸长率大大降低。特别是铝敏感品种浙春3号受抑制程度表现得尤为明显。3.铝进入线粒体影响线粒体膜功能,从而影响植物的呼吸作用。在不同铝浓度处理下,2个品种大豆根尖的呼吸速率有所差异。浙春3号根尖的呼吸速率随铝浓度的增加而显著下降,而浙春2号在0.5 mmol/L铝处理下呼吸速率比对照明显增加,3 mmol/L铝胁迫下的呼吸速率与对照也无显著差异。由于呼吸作用受抑制,产生的中间产物和能量也大大减少,从而根的伸长也受到了一定的影响。4.大豆根系细胞壁在铝胁迫下产生明显的变化。实验结果表明,在铝胁迫下,大豆根系0-10 mm根段的铝含量高于10-20 mm根段,且浙春3号不同根段的铝含量都比浙春2号相应的根段铝含量高。在3 mmol/L铝处理后,浙春2号和浙春3号根尖0-10 mm根段的果胶、半纤维素2、纤维素含量都有所提高,敏感品种浙春3号的提高幅度尤为明显,而10-20mm根段果胶、半纤维素1、半纤维素2、纤维素含量无明显变化。上述结果表明,大豆铝敏感品种根尖细胞壁果胶、半纤维素和纤维素含量较高且在铝胁迫下提高幅度较大,可能是其根系受铝抑制程度较高的主要原因。5.铝胁迫下大豆叶片活性氧（ROS）O2·-、OH·、H2O2增加,与对照相比,20 mg/L铝浓度时ROS积累较少,但在40 mg/L铝处理下即可明显观察到O2·-、OH·、H2O2积累增加的现象,并随着铝胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,ROS积累程度加剧。6.轻微铝胁迫下,大豆通过增加SOD、POD、CAT和APX等抗氧化酶活性,提高自由基清除活性,使ROS维持在一个较低的水平,可有效避免其伤害,从而增强植物抵御逆境的能力。但高浓度铝胁迫造成ROS防御系统失衡,导致抗氧化酶活性显著下降,此时ROS防御系统受到削弱,ROS迅速积累,氧化胁迫和脂质过氧化程度加剧,使PPO被激活并从膜上释放出来,促进大豆体内酚类物质向更有毒性的醌类物质转化,最终对浙春2号和浙春3号产生毒害作用。总之,铝胁迫可以引起氧化胁迫并导致植株生长受抑,但由于不同品种不同的抗氧化能力而导致植株生长的差异。相对浙春3号而言,浙春2号表现出较高的抗氧化酶活性和较低的ROS积累,因而受到的氧化胁迫危害程度较轻。