全 文 ：书铝和酸胁迫对苜蓿根瘤菌生长和抗氧化酶系的影响
李智燕１，邢学峰２，唐华１，尹亚丽１，郭彦军１
（１．西南大学动物科技学院，重庆４００７１６；２．呼和浩特市家畜改良站，内蒙古 呼和浩特０１００２０）
摘要：在铝和酸胁迫下，比较分析了天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌的生长及ＳＯＤ（超氧化物歧化酶）、ＣＡＴ（过氧化氢
酶）、ＰＯＤ（过氧化物酶）、及ＧＲ（谷胱甘肽还原酶）等抗氧化酶系响应特点。铝胁迫设５个梯度，即０，２５，５０，７５，
１００μｍｏｌ／Ｌ；酸胁迫设４个ｐＨ水平，即４，５，６，７。结果表明，铝和酸胁迫下，２种苜蓿根瘤菌的ＯＤＡ６００均显著降低，
生长受到抑制，且天蓝苜蓿根瘤菌的ＯＤＡ６００显著高于紫花苜蓿根瘤菌。在ｐＨ水平为４和５时，紫花苜蓿根瘤菌没
有生长。在铝毒胁迫下，天蓝苜蓿根瘤菌的ＳＯＤ酶活性一定程度减小后缓慢上升，而ＣＡＴ、ＰＯＤ和ＧＲ酶活性随
铝浓度增大显著下降；紫花苜蓿根瘤菌的ＳＯＤ，ＣＡＴ及ＧＲ酶活在低Ａｌ胁迫下无显著变化，在高铝胁迫下显著下
降。随着ｐＨ水平的下降，天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌均表现为ＳＯＤ、ＣＡＴ、ＰＯＤ、ＧＲ酶活性的显著下降。在不同
铝及酸胁迫下，天蓝苜蓿根瘤菌各抗氧化酶活性显著高于紫花苜蓿根瘤菌。综合分析认为天蓝苜蓿根瘤菌较之紫
花苜蓿根瘤菌有较强的耐酸、耐铝性。
关键词：铝胁迫；酸胁迫；根瘤菌；天蓝苜蓿；紫花苜蓿；抗氧化酶系
中图分类号：Ｓ８１６；Ｓ５５１＋．７０３．４；Ｑ９４５．７８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１３）０３０１４６０８
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１３０３１９
在我国，酸性土壤总面积约２０３万ｈｍ２，约占全国土地面积的２１％［１］，主要分布于我国南方１５个省、市、自
治区［２］。酸性土壤是指过滤和吸收了有能力释放 Ｈ＋的酸性物质，即ｐＨ 值低于７的土壤，而对于农业生产来
说，耕作层土壤ｐＨ值低于６．６即为酸性土壤［３］。酸性土壤中，铝以离子态大量溶出，对植物造成严重毒害［４］，过
多的铝离子是酸性土壤中影响植物生长的主要障碍因子［５］。酸性土壤较低的ｐＨ水平和较高的活性铝是限制豆
科植物与根瘤菌建立共生关系的主要因子。铝毒害的最初反应是抑制植物根的生长，并因而抑制水分、养分的吸
收，长时间的铝胁迫会引起地上部分生长受阻［６，７］。Ａｌ胁迫下，根瘤菌的细胞结构、细胞分裂、酶系统等受到毒害
影响，对结瘤和固氮产生限制作用，影响植物根系发育和营养元素的吸收［８］，也会对苜蓿根和根瘤的抗氧化系统
产生影响［９］。根瘤菌适宜的ｐＨ值为６．５～７．５，对酸极其敏感，一般只能在中性偏碱的土壤中良好生长，在酸性
土壤中很难存活［１０，１１］。研究表明，铝和酸胁迫时，根瘤菌自身会形成一些抗性机制，如细胞外排、胞外沉淀、主动
输出、酶类解毒及降低细胞对铝和酸的敏感性等［１２，１３］。目前，对根瘤菌酶类解毒的研究较少，而这种解毒机制主
要有抗氧化系统的保护作用，包括抗氧化酶类如ＳＯＤ（超氧化物歧化酶）、ＣＡＴ（过氧化氢酶）、ＰＯＤ（过氧化物
酶）、及ＧＲ（谷胱甘肽还原酶）［１４］。且不同种类的根瘤菌抵抗胁迫的生理功能不尽相同［１５］。
紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）是一种优良的多年生豆科牧草，然而它对酸性土壤敏感，当土壤ｐＨ值为６．１～
６．５时，其生长开始受限制，根瘤菌的繁殖率和存活率下降；土壤ｐＨ 低于６．０时，紫花苜蓿生长严重受抑
制［１６，１７］，导致其难以大面积推广种植，制约着南方草地畜牧业的发展水平［１８］。天蓝苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅犾狌狆狌犾犻狀犪）是
西南地区分布较广的野生一年生豆科植物，对酸性土壤具有较强的适应性，其根瘤菌与紫花苜蓿具有较高的亲和
性。本试验对分离自天蓝苜蓿和紫花苜蓿的根瘤菌菌株进行了铝胁迫和酸胁迫处理，研究了根瘤菌的生长及其
抗氧化酶系对胁迫的响应机制，旨在为筛选酸性土壤适宜的紫花苜蓿根瘤菌菌株提供理论依据，也可为今后在南
方推广种植紫花苜蓿提供技术支持。
１４６－１５３
２０１３年６月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２２卷 第３期
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．３
收稿日期：２０１２０５０７；改回日期：２０１３０６０８
基金项目：重庆市科技攻关项目（ＣＳＣＴ２０１０ＡＣ１０１０）资助。
作者简介：李智燕（１９８６），女，甘肃陇西人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ａｚｈｉ３３３３＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｑｈｇｙｊ＠１２６．ｃｏｍ
１ 材料与方法
１．１ 供试苜蓿根瘤菌菌株（ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｓｔｒａｉｎｓ）
试验于２０１０年１０月，自西南大学牧草试验基地，采集野生天蓝苜蓿和种植５年的紫花苜蓿的根瘤，分离天
蓝苜蓿根瘤菌（Ｒ１）和紫花苜蓿根瘤菌（Ｒ２）。在ＹＭＡ固体培养基（酵母－甘露醇－琼脂）上划线培养。西南大
学牧草试验基地位于重庆市北碚区，年降水量为１１３３．５ｍｍ；年平均气温为１８．１℃；日最高气温为４４．３℃；极端
最低气温为－３．１℃；土壤呈弱酸性（ｐＨ６．５）。
１．２ 基础培养基
培养根瘤菌用ＹＭＢ液体培养基。培养基成分：甘露醇１０ｇ／Ｌ，Ｋ２ＨＰＯ３·３Ｈ２Ｏ０．２ｇ／Ｌ，ＮａＣｌ０．１ｇ／Ｌ，
ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ０．５ｇ／Ｌ，酵母提取物１．０ｇ／Ｌ，蒸馏水１０００ｍＬ／Ｌ，用０．１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ或ＨＣｌ调ｐＨ为６．８。
在上述成分中加入１５ｇ琼脂和５ｍＬ刚果红（０．５％），用于纯化根瘤菌的固体培养基（ＹＭＡ）。
１．３ 培养方法
１．３．１ 菌株纯化 从所取的苜蓿上取下一个根瘤，先进行表面灭菌（先经９５％的酒精杀毒１０ｓ后，再在３％的
Ｈ２Ｏ２ 中灭菌３ｍｉｎ），用无菌水冲洗３～５次后，加１滴灭菌蒸馏水，用镊子把根瘤捣碎，用接种环挑取一环根瘤
的汁液接种到ＣＲＹＭＡ培养基上，划线分离，在２８℃黑暗条件下培养，待菌落长成，选取单菌落，２次划线分离培
养，连续２次，得到纯的根瘤菌菌株。
１．３．２ 扩大培养 将纯化后的菌种用５ｍＬ无菌水洗脱于装有液体培养基（ＹＭＢ）的锥形瓶（１５０ｍＬ）中，置于
摇床（１５０ｒ／ｍｉｎ）上恒温（２８℃）预培养至指数期，备用。
１．３．３ 胁迫培养 金属离子Ａｌ３＋胁迫：将预培养的菌种按１％的接种量接种于含不同浓度Ａｌ３＋梯度的ＹＭＢ液
体培养基中，以ＡｌＣｌ３（Ａ．Ｒ）的形式，使Ａｌ３＋浓度梯度为０，２５，５０，７５，１００μｍｏｌ／Ｌ。然后于２８℃，１５０ｒ／ｍｉｎ培
养，分别于第３和７天观察培养液的混浊度，记录生长情况，以６００ｎｍ下的ＯＤ值来反映。以不接种为对照，各
处理重复３次。然后于４℃、８０００ｒ／ｍｉｎ离心５ｍｉｎ收集菌体。
酸度胁迫：将ＹＭＢ液体培养基ｐＨ值分别调至４，５，６，７（用１ｍｏｌ／ＬＨＣｌ调），接种预培养后的供试菌株，
置于２８℃，１５０ｒ／ｍｉｎ的条件下摇床培养，分别于第３和７天观察培养液的混浊度，记录生长情况，以６００ｎｍ下
的ＯＤ值来反映。以不接种为对照，各处理重复３次。然后于４℃、８０００ｒ／ｍｉｎ离心５ｍｉｎ收集菌体［１９，２０］。
１．４ 酶活性测定
１．４．１ 细胞破碎和粗酶液提取 将收集的菌体用磷酸缓冲液（０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ，ｐＨ７．８，４℃预冷）洗涤３次，置于
干滤纸（无菌）上，吸去表面残余液。然后置于１０ｍＬ离心管中，记录菌体质量，加４ｍＬ磷酸盐提取液（０．０５
ｍｍｏｌ／Ｌ，ｐＨ７．８，含１％ＰＶＰ，４℃预冷）混匀，置于冰上超声波破壁，离心１５ｍｉｎ（４℃，１５０００ｒ／ｍｉｎ），上清液为
抗氧化酶粗提液，保存于－２０℃冰箱以备用。
１．４．２ 抗氧化酶活性测定 ＳＯＤ（超氧化物歧化酶）活性的测定采用氮蓝四唑（ＮＢＴ）光化还原法，定义将ＮＢＴ
光化还原反应抑制到５０％为一个酶活性单位（Ｕ）［２１］；ＣＡＴ（过氧化氢酶）活性采用紫外吸收法测定，以每 ｍｉｎ减
少０．１个ＯＤ值所需的酶量为１个酶活力单位（Ｕ）［２２］；ＰＯＤ（过氧化物酶）的测定采用愈创木酚法，在 Ｈ２Ｏ２存在
下ＰＯＤ催化愈创木酚生成棕色聚合物，在４７０ｎｍ有特征吸收峰，以每ｍｉｎ内Ａ４７０变化０．０１为１个过氧化物酶
活性单位（Ｕ）［２３］；ＧＲ（谷胱甘肽还原酶）的活性采用ＮＡＤＰＨ法，以每ｍｉｎ每ｍｇ蛋白氧化１ｎｍｏｌＮＡＤＰＨ为一
个活性单位（Ｕ）［２４，２５］。
１．５ 数据处理
采用Ｅｘｃｅｌ和ＧｅｎＳｔａｔ１３．０统计软件进行统计分析。显著水平为犘＝０．０５（ｌ．ｓ．ｄ检测）。
２ 结果与分析
２．１ Ａｌ胁迫处理对２种苜蓿根瘤菌生长和抗氧化酶活性的影响
Ａｌ胁迫与苜蓿根瘤菌菌株对苜蓿根瘤菌生长及抗氧化酶活性具有显著的交互作用（表１）。Ａｌ胁迫处理后，
２种苜蓿根瘤菌的ＯＤＡ６００均显著降低，生长受到抑制。天蓝苜蓿根瘤菌（Ｒ１）的ＯＤＡ６００在２５和５０μｍｏｌ／Ｌ水平
间无显著差异，５０μｍｏｌ／Ｌ后显著下降。Ｒ１的 ＯＤＡ６００显著高于紫花苜蓿根瘤菌（Ｒ２）。随着铝浓度增加，Ｒ２的
７４１第２２卷第３期 草业学报２０１３年
ＯＤＡ６００逐渐下降（犘＜０．０５），当Ａｌ浓度增加至５０μｍｏｌ／Ｌ后，再增加铝浓度对Ｒ２的ＯＤＡ６００无显著影响。回归分
析结果表明，Ａｌ浓度与Ｒ１的ＯＤＡ６００呈线性关系（狔＝１．３７７－０．０００９狓，狉２＝０．８４５，犘＜０．０１）（图１），与Ｒ２的
ＯＤＡ６００呈指数关系［狔＝１．２９ｅｘｐ（０．００５狓），狉２＝０．９２４，犘＜０．０１］（图２）。
铝胁迫处理后，Ｒ１ＳＯＤ酶活性显著降低，且Ａｌ浓度为５０μｍｏｌ／Ｌ时的ＳＯＤ酶活性最低，而后随铝浓度上
升又缓慢增加。Ａｌ浓度为２５μｍｏｌ／Ｌ时，Ｒ２ＳＯＤ酶活性与对照无显著差异，随着Ａｌ浓度的继续增加，ＳＯＤ酶
活性显著下降。回归分析结果表明，Ａｌ浓度与Ｒ１ＳＯＤ酶活性呈指数加线性关系［狔＝－８６．２４＋４２７．６８ｅｘｐ
（－０．０１９狓）＋２．６２狓，狉２＝０．８６２，犘＜０．０１］（图１），与 Ｒ２ＳＯＤ酶活性呈二次幂关系（狔＝１０３．９１＋０．５５狓－
０．０１４狓２，狉２＝０．９７３，犘＜０．０１）（图２）。Ｒ１ＳＯＤ酶活性显著高于Ｒ２。
铝胁迫处理后，Ｒ１ＣＡＴ酶活性显著降低，当Ａｌ浓度增加至７５μｍｏｌ／Ｌ后，变化逐渐变缓，７５μｍｏｌ／Ｌ时的
ＣＡＴ酶活性与５０和１００μｍｏｌ／Ｌ无显著差异。Ｒ２ＣＡＴ酶活性显著低于Ｒ１，且铝浓度２５，５０，７５μｍｏｌ／Ｌ时的
ＣＡＴ酶活性与对照无显著差异。回归分析结果表明，Ａｌ浓度与 Ｒ１ＣＡＴ酶活性呈指数关系［狔＝４５．８２ｅｘｐ
（－０．０１３狓），狉２＝０．９１８，犘＜０．０１］（图１），与Ｒ２ＣＡＴ活性呈二次幂关系（狔＝１１．８５＋０．０２３狓－０．０００８狓２，狉２＝
０．８４７，犘＜０．０１）（图２）。
Ｒ１和Ｒ２ＰＯＤ酶活性均随铝浓度的增加呈下降趋势，且Ｒ１ＰＯＤ酶活性显著高于Ｒ２。回归分析结果表明，
Ａｌ浓度与Ｒ１ＰＯＤ酶活性呈指数关系［狔＝４９．６６ｅｘｐ（－０．０１３狓），狉２＝０．９５７，犘＜０．０１］（图１），与Ｒ２ＰＯＤ酶活
性呈线性关系（狔＝２３．８０－０．１６狓，狉２＝０．８５９，犘＜０．０１）（图２）。
铝胁迫处理后，Ｒ１ＧＲ酶活性显著下降，当Ａｌ浓度超过５０μｍｏｌ／Ｌ时，变化趋缓；Ｒ２ＧＲ酶活性在低铝浓度
下与对照无显著差异，当Ａｌ浓度超过７５μｍｏｌ／Ｌ时，ＧＲ酶活性显著低于对照。对照和２５μｍｏｌ／Ｌ铝浓度下，
Ｒ１ＧＲ酶活性显著高于Ｒ２，其余铝浓度下二者无显著差异。回归分析结果表明Ａｌ浓度与Ｒ１ＧＲ活性呈指数关
系［狔＝０．０１７ｅｘｐ（－０．０２７狓），狉２＝０．９１０，犘＜０．０１］（图１），与Ｒ２ＧＲ活性呈线性关系（狔＝０．００４３－３．１６狓，狉２＝
０．７３０，犘＜０．０１）（图２）。
表１ 犃犾胁迫对天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌生长及抗氧化酶活性的影响
犜犪犫犾犲１ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犪犾狌犿犻狀狌犿狊狋狉犲狊狊狅狀犵狉狅狑狋犺犪狀犱犪狀狋犻狅狓犻犱犪狀狋犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊
狅犳狉犺犻狕狅犫犻狌犿犻狊狅犾犪狋犲犱犳狉狅犿犕．犾狌狆狌犾犻狀犪犪狀犱犕．狊犪狋犻狏犪
铝水平
Ａｌ（μｍｏｌ／Ｌ）
ＯＤＡ６００
Ｒ１ Ｒ２
ＳＯＤ（Ｕ／ｇ·ｈ）
Ｒ１ Ｒ２
ＣＡＴ（Ｕ／ｇ·ｍｉｎ）
Ｒ１ Ｒ２
ＰＯＤ（Ｕ／ｇ·ｍｉｎ）
Ｒ１ Ｒ２
ＧＲ（Ｕ／ｇ·ｍｉｎ）
Ｒ１ Ｒ２
０ １．３８ １．３３ ３３９．００ １０４．８６ ４７．１５ １１．９１ ５１．００ ２４．５５ ０．０１８ ０．００４
２５ １．３４ １．１４ ２５９．２１ １０６．６１ ３１．８７ １１．７１ ３３．５４ １８．６５ ０．００８ ０．００４
５０ １．３５ ０．９７ １８７．５０ ９６．１０ ２０．６６ １１．００ ２４．３６ １６．２１ ０．００４ ０．００３
７５ １．３１ ０．８９ ２３５．０２ ６５．９０ １７．９８ ８．７６ １９．７６ １１．０５ ０．００３ ０．００２
１００ １．２８ ０．８８ ２３４．８７ １４．８１ １５．１２ ５．６０ １４．４７ ８．１６ ０．００２ ０．００１
ｌ．ｓ．ｄＡｌ － － － － －
ｌ．ｓ．ｄＲ － － － － －
ｌ．ｓ．ｄＡＲ ０．０３２ １９．０００ ４．５４２ ４．８０４ ０．００２
注：Ｒ１代表天蓝苜蓿根瘤菌；Ｒ２代表紫花苜蓿根瘤菌。
Ｎｏｔｅ：Ｒ１ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｒｈｉｚｏｂｉｕｍｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍ犕．犾狌狆狌犾犻狀犪；Ｒ２ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｒｈｉｚｏｂｉｕｍｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍ犕．狊犪狋犻狏犪，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．２ 不同酸水平对２种苜蓿根瘤菌生长及抗氧化酶活性的影响
酸胁迫处理后，２种苜蓿根瘤菌的ＯＤＡ６００均显著降低，生长受到抑制 （表２）。Ｒ１ＯＤＡ６００在ｐＨ值为７和６水
平间无显著差异，低于５显著下降。在ｐＨ 为４～５的高酸水平下，Ｒ２生长完全被抑制。天蓝苜蓿根瘤菌的
ＯＤＡ６００值显著高于紫花苜蓿。
８４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．３
图１ 天蓝苜蓿根瘤菌生长及酶活性与犃犾浓度之间的相关性
犉犻犵．１ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀犵狉狅狑狋犺犪狀犱犪狀狋犻狅狓犻犱犪狀狋犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊
狅犳狉犺犻狕狅犫犻狌犿犻狊狅犾犪狋犲犱犳狉狅犿犕．犾狌狆狌犾犻狀犪狋狅犃犾犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀
图２ 紫花苜蓿根瘤菌生长及酶活性与犃犾浓度之间的相关性
犉犻犵．２ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀犵狉狅狑狋犺犪狀犱犪狀狋犻狅狓犻犱犪狀狋犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊
狅犳狉犺犻狕狅犫犻狌犿犻狊狅犾犪狋犲犱犳狉狅犿犕．狊犪狋犻狏犪狋狅犃犾犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀
９４１第２２卷第３期 草业学报２０１３年
随着ｐＨ水平的上升，Ｒ１和Ｒ２均表现为ＳＯＤ、ＣＡＴ、ＰＯＤ、ＧＲ酶活性的显著增加，且Ｒ１酶活性在不同ｐＨ
水平下均显著高于Ｒ２（表２）。回归分析结果表明，ｐＨ水平与Ｒ１ＳＯＤ酶活性呈线性关系（狔＝８２．３５＋３８．０６狓，
狉２＝０．８２５，犘＜０．０１），与ＣＡＴ酶活性呈线性关系（狔＝２８．４５＋９．２１狓，狉２＝０．９１９，犘＜０．０１），与ＰＯＤ酶活性呈线
性关系（狔＝４２．２３＋１７．１９狓，狉２＝０．８８１，犘＜０．０１），与ＧＲ酶活性呈线性关系（狔＝０．０１３＋０．００５狓，狉２＝０．８３９，
犘＜０．０１）（图３）。ｐＨ水平与ＯＤＡ６００之间无显著相关性。
表２ 不同狆犎水平对天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌生长及抗氧化酶活性的影响
犜犪犫犾犲２ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳狆犎犾犲狏犲犾狊狅狀犵狉狅狑狋犺犪狀犱犪狀狋犻狅狓犻犱犪狀狋犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狅犳狉犺犻狕狅犫犻狌犿犻狊狅犾犪狋犲犱犳狉狅犿犕．犾狌狆狌犾犻狀犪犪狀犱犕．狊犪狋犻狏犪
ｐＨ
ＯＤＡ６００
Ｒ１ Ｒ２
ＳＯＤ（Ｕ／ｇ·ｈ）
Ｒ１ Ｒ２
ＣＡＴ（Ｕ／ｇ·ｍｉｎ）
Ｒ１ Ｒ２
ＰＯＤ（Ｕ／ｇ·ｍｉｎ）
Ｒ１ Ｒ２
ＧＲ（Ｕ／ｇ·ｍｉｎ）
Ｒ１ Ｒ２
４ １．３ ０ ２３５．７６ － ９．２０ － ２５．１８ － ０．００６ －
５ １．３５ ０ ２６９．９９ － １８．４５ － ４９．０２ － ０．０１０ －
６ １．４７ ０．４８ ３１２．４１ １６．７１ ２２．６７ ０．９３ ５４．４７ ３３．１１ ０．０１５ ０
７ １．４６ ０．７３ ３４８．４７ ６３．４０ ３８．４９ ２．１８ ８０．６８ ３４．０６ ０．０２０ ０．００２
ｌ．ｓ．ｄＰ － ２７．６２ － － ０．００３
ｌ．ｓ．ｄＲ － １９．５３ － － ０．００２
ｌ．ｓ．ｄＰＲ ０．１４７ － ３．５８５ １１．３１０ －
图３ 天蓝苜蓿根瘤菌生长及酶活性与狆犎水平之间的相关性
犉犻犵．３ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀犵狉狅狑狋犺犪狀犱犪狀狋犻狅狓犻犱犪狀狋
犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狅犳狉犺犻狕狅犫犻狌犿犻狊狅犾犪狋犲犱
犳狉狅犿犕．犾狌狆狌犾犻狀犪狋狅狊狅犻犾犪犮犻犱犻狋狔
０５１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．３
３ 讨论
本试验中，２种苜蓿根瘤菌的生长在铝胁迫下均受到胁迫，但天蓝苜蓿根瘤菌生长情况好于紫花苜蓿，说明
天蓝苜蓿根瘤菌耐铝能力优于紫花苜蓿，这与刘卢生等［２６］的研究结论一致。铝胁迫对苜蓿共生系统的形成有抑
制作用，共生系统对铝的耐受性有赖于豆科植物与根瘤菌的共同作用，根瘤菌的存活以及结瘤较植株本身对根际
铝更敏感［２７］。根瘤菌会对这种逆境胁迫产生一定的抗性机制，如根瘤菌耐受重金属胁迫与抗氧化酶活性的变化
有重要关系［２８］。在受到Ｐｂ、Ｃｄ等重金属胁迫时，诱发生物代谢过程所产生的自由基—Ｏ２－、Ｈ２Ｏ２ 等［２９］，对生物
有伤害作用，而生物体自身的保护酶系统能一定程度清除自由基，以减轻伤害［３０，３１］。本试验中，在低浓度铝毒胁
迫下，天蓝苜蓿根瘤菌的ＳＯＤ酶活性显著下降；回归分析表明随着铝浓度的增加，ＳＯＤ酶活性有上升趋势。这
说明天蓝苜蓿根瘤菌在高浓度铝胁迫下可能通过维持较高的ＳＯＤ保护酶来抵御不利伤害。ＣＡＴ、ＰＯＤ和ＧＲ
酶活性随铝浓度增大一直下降，说明铝毒害对根瘤菌本身的伤害已超出其抵抗能力，这几种保护酶失去防御能力
而被破坏，活性降低［３２，３３］。天蓝苜蓿ＳＯＤ酶活性与其他对铝胁迫的响应差异，可能与体内不同保护酶的活力不
同以及不同酶对不利胁迫的敏感程度不同有关［３４，３５］。
在低Ａｌ胁迫下，紫花苜蓿根瘤菌的ＳＯＤ、ＣＡＴ及ＧＲ无显著变化，说明防御酶起到一定保护作用，其根瘤菌
对铝毒伤害有一定耐受性［３６］。随铝浓度增大各酶活显著下降，高Ａｌ胁迫破坏了酶系统的动态平衡，其抗氧化能
力下降，铝毒对紫花苜蓿根瘤菌的伤害越来越大［３７］。相对于天蓝苜蓿，紫花苜蓿根瘤菌各抗氧化酶活性均比较
低，这可能是紫花苜蓿ＯＤＡ６００值随铝浓度增加迅速下降的原因。
酸胁迫对苜蓿共生系统的形成亦有抑制作用。本试验中紫花苜蓿根瘤菌在高酸胁迫下生长完全被抑制，在
弱酸下的生长也显著低于天蓝苜蓿，说明天蓝苜蓿根瘤菌的耐酸性优于紫花苜蓿。有学者研究根瘤菌在酸性条
件下自身有一定的产碱能力，以增加根瘤菌的耐酸性［３８］，这说明天蓝苜蓿根瘤产碱能力可能优于紫花苜蓿。在
酸胁迫下，２种苜蓿根瘤菌的酶活性从伤害一开始，其酶活随之显著降低，说明这２种根瘤菌对酸伤害比较敏感，
未能使抗氧化酶系形成抵御伤害的能力，活性氧的积累超出根瘤菌所能耐受的阈值，加重了氧化伤害程度，活性
氧与防御系统的平衡被破坏，使苜蓿根瘤菌大量代谢活动发生紊乱而抑制了酶活性［３９，４０］。
综合分析认为天蓝苜蓿根瘤菌较之紫花苜蓿根瘤菌有较强的耐酸耐铝性，可用于酸性土壤接种紫花苜蓿，提
高其耐酸性。有关保护酶系统与植物抗逆关系的研究已经有许多报道，结果不尽相同，这可能与不同植物和不同
微生物的抗逆能力、它们体内保护酶系统的活力和抗氧化物质含量、毒害程度、外界环境影响等因子的不同有关。
今后需进一步研究酸、铝胁迫下天蓝苜蓿根瘤菌与紫花苜蓿植株之间的亲和性。
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犃犫狊狋狉犪犮狋：ＡｃｉｄｓｏｉｌｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａａｎｄｔｈｅｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｉｍｉｔｌｅｇｕｍｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｒｅ
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