铝作为自然界第三大化学元素广泛存在于土壤、水以及空气尘埃中。在酸性情况下,铝会发生溶出并对生态环境带来一定的危害。相关研究多基于根一土壤互作体系,以期观察植物在生理、营养等方面受铝的影响。近年来,人们发现一些肥料、杀虫剂、气体污染物中的铝能够透过叶片进入植物体内。这些铝怎样进入植物细胞的,铝在植物体内会怎样迁移,它们会对植物本身产生怎样的影响?这些问题成为我们关注的重点。为此我们建立了甘肃黄花烟草(Nicotiana rustica cv Gansu yellow flower)叶片染铝及细胞染铝模型,并研究了可能涉及到的植物营养、生理以及病理等变化。相比胶体铝(氢氧化铝)的微弱吸收及低叶片损伤效果，Al3+引起叶片损伤及细胞死亡明显具剂量效应。悬浮细胞呼吸作用与铝吸收具有紧密联系,其中抗氰呼吸对细胞摄铝影响最大。为了寻找铝的迁移方向,我们设定了中间叶龄叶片为受试叶。铝进入该叶1天后呈现向顶性迁移,20天后则又向老叶片进行迁移。在铝处理烟草叶片后,叶片K、Ca、Mg、Mn、Cu、Fe、Zn含量发生明显改变。处理组个别叶片较对照组有明显增大。通过计算总营养元素含量我们发现叶片施加铝会促进黄花烟草摄取某些营养元素。在黄花烟草-青枯病菌互作体系中评估A13+作用时,我们发现烟草叶片经过Al3+预处理后会引起病情的加重,而铝胶体预处理却引起了意想不到的现象-叶片产生了抗病性,这与接菌前胶体铝预处理所引起叶片积累高水平的过氧化氢密切相关。我们认为过氧化氢代谢酶及氧化还原底物浓度的变化可能最终导致了过氧化氢的积累。同样在悬浮细胞水平，Al3+及胶体铝所引起细胞死亡及活性氧产生具有明显差异。综合以上结果,我们认为铝引起烟草叶片氧胁迫并改变其生化代谢及营养水平,而不同代谢水平的叶片与铝迁移相适应；胶体铝较低的解离度使得其产生不同于氯化铝的氧胁迫,并最终导致对病菌的抗性。这些发现提示我们在叶片水平铝对植物的作用是多方面的,叠加在一起可能会出现有益于植物的效果。