酸性土壤在全球广泛分布，铝毒被认为是酸性土壤中限制作物生长最重要的因素，严重影响了作物的产量。本研究以耐铝植物大豆（Giycine max（L.）Merrill）三个品种浙春2号、浙春3号和华春18号为材料（其耐铝强弱为：浙春2号＞浙春3号＞华春18号），研究了大豆边缘细胞（简称BC）的生物学功能及对铝毒的反应规律，探索BC缓解铝毒害的作用和机理。结果摘要如下：1．大豆BC发育与根尖同步，其形状大多为椭圆形或方形，在根长为15mm时数目达到最大值（约4800个），并保持有60～80％的细胞活性，根长为5mm长时，其活性达到最大值（约77％±8）。BC数目、活性、果胶甲基酯酶（PME）活性及根内过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和蛋白质含量变化在不同根长、不同品种中存在差异。2．低pH值能刺激BC从根尖的脱落，降低BC的存活率和PME活性，并随着外界环境酸度的减弱，根净生长率增大、BC的数目减少、存活率下降、PME活性不断增强。表明在大豆BC的生长发育过程中，BC的产生、存活率和PME活性变化受外界pH值的影响较大。3．铝胁迫能诱导BC的死亡，随着Al³⁺浓度的升高和处理时间的延长，细胞死亡率增加。铝胁迫下附着于根尖的BC比离体BC有更高的活性，前者Al³⁺处理24h后，其成活率仍能达到74％以上，而后者Al³⁺处理12h其活性在400μmol／L时仅有20％左右的细胞存活。随Al³⁺浓度的提升，PME活性增加，根伸长受抑加剧，敏感品种较耐性品种有更高的PME活性和根伸长抑制率和低的细胞活性。表明Al³⁺对BC具有一定的毒害效应，较高的渗透压有利于保持BC的存活，通过与细胞壁的结合、加速BC的死亡，可阻止铝进入根尖和根冠的分生组织，起到保护作用。4．12h铝胁迫能诱导BC从根尖的脱落，而高浓度铝处理一定时间后能抑制BC发育。振荡培养移走根尖周围的BC能明显增强铝胁迫对根伸长的抑制，降低根系的POD活性、CAT活性（短时间铝胁迫下）、超氧化物岐化酶（SOD）活性和蛋白质含量，根尖附着有边缘细胞时根系伸长受抑减轻，低浓度铝作用下，这种作用较明显。但高浓度铝(200，400μmol／L Al³⁺处理12h和；100～400μmol／L Al³⁺处理24h)作用时根尖附着有无BC对根系的酶活性及蛋白质含量变化差异不明显（P＞0.05）。这些结果说明铝胁迫下植物根尖附着的BC是某些物种耐铝毒的一个重要机制，其能通过增加数目、提高根尖蛋白质含量，维持较高水平的POD、CAT和SOD活性来对抗铝毒胁迫，以达到缓解植物铝毒害的目的。5．铝能刺激BC黏液的分泌，不同Al³⁺浓度及处理时间下，黏液层厚度随铝浓度的增加而增厚，耐性品种都比敏感品种BC分泌较多的黏液，而振荡培养移除BC及黏液后根尖被苏木精染色程度加深，悬空培养有BC及黏液附着的根经铝处理后不除去黏液，根尖的铝含量大于同样处理后除去黏液的根尖铝含量，并且都小于振荡培养时根尖铝的含量。表明大豆根尖BC分泌的黏液对根尖的保护是大豆抵御铝毒的一个机制之一。6．400μmol／L Al³⁺诱导大豆根24h时，核酸电泳显示细胞DNA发生特异性降解并形成DNA“ladder”，用TUNEL检测200μmol／L、400μmol／L Al³⁺处理12h后的大豆根BC，发现DNA的3′-OH断端被原位特异标记，DAB显色后细胞核为阳性或强阳性。同时，与对照相比，50μmol／L Al³⁺处理12h、25μmol／L Al³⁺作用24h都能促进根细胞中POD和SOD的活性，而处理24h，50μmol／L～100μmol／L Al³⁺则使其活性随Al³⁺浓度的升高而持续下降。说明铝胁迫下BC的死亡可能是一种程序性死亡形式，该过程是其对逆境胁迫所作出的防御性应答方式之一。