铝是地壳中含量最丰富的金属元素,常以铝硅酸盐或氧化铝的形式存在,但在酸性条件下能以活性铝离子的形式溶出,对植物产生毒害。铝毒对植物根系生长的抑制被认为是铝毒害的最主要的症状。由于根尖比成熟的根部组织积累更多的铝,因而认为根尖是铝毒害的最初作用部位。根边缘细胞来源于根冠分生组织,具有调节根际环境,减少根系机械阻力,保护根尖等作用。铝对根尖产生毒害,必定对根边缘细胞的生长发育也产生影响,已有的研究发现,随着铝浓度和处理时间的增加,边缘细胞的活性显著降低。硼是植物生长必需的微量元素,硼酸通过与细胞壁果胶多糖中的RG-Ⅱ形成酯键,使细胞壁中果胶多糖相互连接成网状,维持细胞壁的结构,保证其发挥正常生理功能。目前关于硼铝关系的研究报道结果不完全一致,仍需进一步研究。因此研究加硼与缺硼豌豆根尖与根边缘细胞在铝胁迫下的反应,可以从微观方面阐明硼在植物铝胁迫下的作用。通过施加外源硼的方式获得有硼(加入H3BO3)与缺硼(加入3-NBA)的豌豆,在原位条件和离体条件下研究硼铝对根边缘细胞的存活率、总数和活性的影响,以及根尖不同根段的可溶性糖、丙二醛含量变化,铝在不同根段的分布情况,揭示硼对植物铝毒的作用：铝胁迫下,加硼能有效缓解铝毒伤害；缺硼显著加重铝离子的毒害。具体研究结果分述如下：1.原位根边缘细胞在铝胁迫下,存活率显著下降,表明铝对根边缘细胞有致死效应。加硼能显著增加细胞存活率,硼减少铝胁迫引起的细胞死亡,减轻铝毒；缺硼显著增加细胞总数。2.离体根边缘细胞在铝胁迫下,铝吸收量随铝浓度的升高而显著增加,加硼后细胞铝吸收量显著降低,而缺硼条件下(加3-硝基苯硼酸,3-NBA处理)细胞铝吸收量显著升高。在铝胁迫下,离体根边缘细胞的细胞活性随铝浓度的升高而降低,加硼后细胞活性与对照相比显著上升；在铝浓度为250μM时,缺硼(3-NBA处理)细胞活性显著下降。离体根边缘细胞铝吸收量与细胞活性呈负相关关系,相关系数达0.8195,说明铝的吸收导致了细胞的死亡。3.不同根段在原位条件下,吸收的铝从高到低依次为0-0.25cm>0.25-0.5cm>0.5-1.0cm。铝胁迫下,加硼能明显降低根段0-0.25cm和0.25-0.5cm的铝含量,上述根段在缺硼条件下(加3-NBA处理)铝含量则显著增加。原位根根段总糖含量依次为0-0.25cm<0.25-0.5cm<0.5-1.0cm。在铝胁迫下,可溶性总糖含量显著上升,加硼后显著降低了根段可溶性总糖含量,而缺硼(3-NBA处理)则显著增加根段可溶性总糖含量。根段丙二醛含量依次为0.5-1cm<0.25-0.5cm<0-0.25cm。加铝后,丙二醛含量在根段0-0.25cm和0.25-0.5cm上升显著,表明铝引起根段膜脂过氧化程度增加,加硼后根段0-0.25cm和0.25-0.5cm的丙二醛含量显著下降,根段0-0.25cm在缺硼时(3-NBA处理)显著增加了丙二醛含量,表明加硼可抑制铝对根段的膜损伤,缺硼则加重此伤害。4.不同根段在离体条件下,吸收的铝从高到低依次为0-0.25cm>0.25-0.5cm>0.5-1.0cm。铝胁迫下,离体根铝含量随铝处理浓度的增加而增加,总体上看,加硼能明显降低根段铝的含量,缺硼显著增加根段铝含量。总体来看,离体根段可溶性总糖含量依次为0.5-1.0cm>0-0.25cm>0.25-0.5cm。离体根在铝胁迫下,可溶性总糖含量略有升高,加硼能显著降低可溶性总糖含量,而缺硼(3-NBA处理)在铝浓度为500μM时显著增加可溶性总糖含量。根段丙二醛含量依次为0-0.25cm>0.25-0.5cm>0.5-1.Ocm。加铝后,丙二醛含量略有升高。加硼显著降低丙二醛含量,表明硼缓解了铝造成的膜脂过氧化,在铝浓度为500μM下,根段0-0.25cm和0.5-1.0cm缺硼显著增加丙二醛含量。综上所述,铝胁迫加硼能显著缓解铝毒,降低根段和根边缘细胞的铝含量,降低根段和根边缘细胞的可溶性总糖和MDA含量,增加根边缘细胞的活性；而缺硼则明显加重铝毒,显著增加根段和根边缘细胞的铝含量,增加根段和根边缘细胞的可溶性总糖和MDA含量,降低根边缘细胞的活性。在铝的胁迫下,不同根段吸收的铝从高到低依次为0-0.25cm>0.25-0.5cm>0.5-1.0cm。说明铝离子在根尖较多分布在包含根冠和分生区的根段0-0.25cm,推测可能与根冠和分生区由薄壁细胞组成和细胞成熟度低有关。