全 文 ：园艺学报，2015，42 (2)：233–242.
Acta Horticulturae Sinica
doi：10.16420/j.issn.0513-353x.2014-0827；http：//www. ahs. ac. cn 233
收稿日期：2014–11–20；修回日期：2015–01–26
基金项目：浙江省科技计划公益技术研究项目（2013C32074）；浙江省重大科技专项（2013C02004）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：cwr@zjnu.cn）
非酸性根际土壤对蓝莓铁元素吸收及其代谢相
关基因表达的影响
陈雅彬，李永强，孙 琳，沈妍雯，陈文荣*，刘 霞，郭卫东
（浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华 321004）
摘 要：为探究蓝莓（Vaccinium spp.）对非酸性土壤的不适应性是否与铁营养代谢紊乱有关。以两
年生蓝莓‘比洛克西’、‘奥尼尔’和‘布里吉塔’为材料，在根际土壤 pH 5.5、7.0 及 7.5 的条件下处理
20 d 后，测定根系活力、丙二醛、矿质元素含量以及铁吸收转运相关基因的表达情况。结果表明，与 pH
5.5 根际土壤处理相比，pH 7.0 及 pH 7.5 处理显著加剧蓝莓根及叶部膜脂系统氧化程度，并导致根系活力
显著降低；同时，pH 7.5 处理下根部铁含量仅为 pH 5.5 处理下的 53.2%，而 K、Ca、Mg、Mn、Cu 和 Zn
元素未见明显的规律性变化。实时荧光定量 PCR 分析结果表明，与 pH 5.5 土壤条件下相比，铁螯合还原
酶 2 基因（FRO2）、铁结合蛋白 2 基因（Fer2）和天然抗性相关巨噬细胞蛋白 3 基因（Nramp3）的表达
在 pH 7.5 条件下显著下调，质膜质子泵酶基因（HA）未见显著变化。以上结果表明，在 pH 7.5 根际土壤
条件下，蓝莓根内 FRO2 表达量降低，导致根部对 Fe3+的还原能力下降；此外，Fer2 和 Nramp3 基因表达
下调使根部对铁的结合储藏以及转运能力下降，最后因根部铁的转运和吸收减少，导致地上部出现缺铁
性黄化，推断蓝莓在碱性根际下生长不良的关键因素是铁的减少，以及与铁代谢相关基因表达的下降。
关键词：蓝莓；根系活力；矿质元素；铁代谢；基因表达
中图分类号：S 663.2 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2015）02-0233-10

Effects of Non-acid Rhizosphere pH on the Iron Elements Uptakes and
Expressions of Iron Metabolism Related Genes in Blueberry
CHEN Ya-bin，LI Yong-qiang，SUN Lin，SHEN Yan-wen，CHEN Wen-rong*，LIU Xia，and GUO Wei-dong
（College of Chemistry and Life Sciences，Zhejiang Normal University，Jinhua，Zhejiang 321004，China）
Abstract：In order to reveal the mechanism behind the blueberry acidophilus，this research
investigated whether the non-adaptation of blueberries（Vaccinium spp.）to the non-acid soil was associated
with the metabolic disorders of the iron nutrition. The two-year seedlings of three blueberry cultivars
（Biloxi，O’Neal and Brigitta）were subject to pH 5.5，pH 7.0 and pH 7.5 rhizospheric treatments. After
20 days of treatments，they were harvested to analyze their root activity，malondialdehyde contents，
mineral elements content and expression of genes related to iron uptake and transportation. The results
showed that the pH 7.0 and pH 7.5 treated hizosphere exhibited gradually decreased root activity and
deteriorated membrane lipid oxidation. Meanwhile，the Fe concentration in roots of the pH 7.5 treatment

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Effects of non-acid rhizosphere pH on the iron elements uptakes and expressions of iron metabolism related genes in blueberry.
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was only 53.2% of that under the pH 5.5 treatment. The real-time fluorescent quantitative PCR analysis
revealed that，in comparison to the pH 5.5 rhizosphere treatment，the expression levels of FRO2（Ferric
reduction oxidase 2），Fer2（Ferritin 2）and Nramp3（Natural resistance-associated macrophage protein 3）
in rhizospheric under the pH 7.5 conditions were significantly decreased，while no significant difference
was observed in the expression of HA（Plasma membrane H+-ATPase）. The above results indicated that the
alkaline treatment suppressed the expression of FRO2，which significantly decreased the Fe3+ reductive
capacity in roots. Simultaneously，the iron binding storage and Fe transportation were suppressed，as
indicated by the decreased expressions of Fer2 and Nramp3，all of which resulted in decreased Fe contents
in blueberry roots and an Fe deficiency in leaves. Considering no regular change in contents of other
mineral elements，we deduced that the Fe deficiency and the depressed expression of the Fe metablism
related genes may be key factors causing the poor growth of blueberries under alkaline rhizosphere conditions.
Key words：blueberry；root activity；mineral element；iron metabolism；gene expression

蓝莓（Blueberry）又名越橘，属杜鹃花科（Ericaceae）越橘属（Vaccinium spp.）植物，为多年
生落叶小灌木，是一种重要的小浆果类果树。蓝莓果实含有丰富的维生素、蛋白质以及独特的高含
量花青素，具有清除自由基、延缓衰老、抗癌等作用，被认为是 21 世纪新兴保健果品。蓝莓生长对
土壤要求苛刻，土壤 pH 是影响蓝莓生长并限制产业发展的重要因素。目前普遍认为蓝莓正常生长
需要 pH 4.5 ~ 5.5 的酸性根际环境，非酸性根际环境下生长的蓝莓会出现叶片缺铁性失绿，甚至引
起生长不良（Poonnachit & Darnell，2004）。Spiers 和 Braswell（1992）研究发现当土壤 pH 大于 5.2
时，不仅造成蓝莓缺乏 Fe、Mg 离子而导致叶片失绿，且使树体中的 Na、Ca 离子积累过量而阻碍
生长。当蓝莓栽培在高有机质的土壤中，对土壤 pH 产生很大的适应性，甚至土壤 pH 达 6.0 时也能
正常生长（Sciarappa et al.，2008）；李亚东等（1998）的研究也表明，pH 6.2 的暗棕色森林土中种
植的 3 个蓝莓品种产量高，其叶内 Fe 含量亦未出现减少。可见，非酸性土壤与蓝莓缺铁失绿受有机
质等因素影响，仍需进一步深入研究验证。
碱性土壤中自由铁会被有机物络合或以Fe3+ 形式存在，需要质膜Fe3+ 螯合还原酶将其还原为Fe2+
后才能被植物吸收（李利敏 等，2010）。相较于其它植物，蓝莓根部铁螯合还原酶的活性不高，叶
片中甚至无法测得（Korcak，1988），这是目前被认为非酸性根际环境引起蓝莓缺 Fe 的主要原因，
但 pH 值上升引发蓝莓缺 Fe 这一过程是否还涉及 Fe 的转运、贮存等其它代谢环节，目前未见报道。
蓝莓等非禾本科植物对铁的吸收转运是个多基因参与的复杂系统，其中 FRO（Ferric reduction
oxidase）（Jeong & Connolly，2009）、Fer（Ferritin）（Briat et al.，2010）、Nramp（Natural resistance-
associated macrophage protein）（Lanquar et al.，2005）和 HA（H+-ATPase）（Ivanov et al.，2012）
是被确认的几个关键基因。FRO 在植物根表能将 Fe3+ 还原为 Fe2+，已有相关研究证实 FRO1 在番茄
根部的表达强弱受植物的铁营养状态调控（Li et al.，2004）。在拟南芥中，Fer 蛋白已经被证实在
植物铁代谢和抗氧化中起主要作用（Legay et al.，2012）。Nramp 蛋白家族最早在动物中发现，后
陆续在植物上发现，已被证明能够吸收转运金属离子，尤其是铁离子，且受缺铁胁迫诱导而加强表
达（Curie et al.，2000；Thomine et al.，2000；戚金亮 等，2004；肖海华 等，2010）。H+-ATPase
酶能将细胞内 H+分泌到根际，降低土壤 pH，提高铁的溶解性（槐心体 等，2012），在拟南芥中，
HA2 基因是根内主要铁响应基因，受缺铁胁迫诱导后使植物根际酸化（Santi & Schmidt，2009）。
以上与铁吸收代谢相关的基因的作用机理在拟南芥、番茄等模式植物已相对清楚，但是在蓝莓等非
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模式木本植物上仍鲜见报道，并且这些基因的表达是否与蓝莓的嗜酸性存在内在联系亦需要深入研
究证明。
本研究中选取 3 个浙江省目前适宜种植的蓝莓品种，通过土壤不同 pH 处理，比较其根系活力
和丙二醛（MDA）含量，分析蓝莓营养器官中矿质元素含量；同时，克隆铁吸收转运相关基因，进
一步利用实时荧光定量 PCR 分析其表达特性，以期从铁营养生理的角度揭示蓝莓的嗜酸机理，为今
后促进蓝莓栽培生理学研究提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料及其处理
2013 年 7 月，选取栽培于浙江师范大学试验基地的健康、长势一致的两年生南高丛蓝莓‘比洛
克西’（Biloxi）、‘奥尼尔’（O’Neal）和北高丛蓝莓‘布里吉塔’（Brigitta）为供试材料。将苗移栽
至花盆（上径 23 cm、下径 13 cm、高 18 cm）中，置于露天环境下常规管理预培养 30 d。
每个品种设 3 个土壤 pH 处理：对照组为每盆加 3 kg 试验基地 pH 5.5 的红壤土且不施石灰；处
理组分别施入 1.5%和 3%的石灰，获得 pH 7.0 和 pH 7.5 的土壤。每处理 3 次重复，每次重复 4 株，
共 12 株。处理后，将材料置于露天环境中常规管理，定期测定土壤 pH 值，试验过程中 pH 值变化
小于 ± 0.2，培养 20 d 后进行各指标的测定。
1.2 根系活力的测定
根系活力用氯化三苯基四氮唑（TTC）还原法测定（张治安和陈展宇，2008）。取植株根样 0.5 g，
加 5 mL 0.4%TTC 和 5 mL 磷酸缓冲液（pH 7.0），使根样完全浸没，37 ℃下黑暗保温 1 h 后加 2 mL
1 mol · L-1 H2SO4 停止反应，然后取出根，用 3 ~ 5 mL 乙酸乙酯充分研磨，提取出三苯基甲臜（TTF），
再用乙酸乙酯定容到 10 mL。用分光光度计在 485 nm 下比色。TTC 还原强度（μg · g-1 · h-1 FW）= TTC
还原量（μg）/根质量（g）× 时间（h）。
1.3 丙二醛含量的测定
采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量（张治安和陈展宇，2008）。分别取 0.3 g 的根和
叶，加 5 mL 5%三氯乙酸（TCA）和少量石英砂研磨，转移匀浆液 3 000 r · min-1 离心 15 min，取上
清液 2 mL，加 0.5%硫代巴比妥酸溶液，摇匀，沸水浴 10 min，冷却，3 000 r · min-1 离心 15 min，
测定 532、600 和 450 nm 处的吸光值，按 MDA（mmol · g-1 FW）= [6.452 ×（D532–D600）–0.559 ×
D450] × 提取液总体积（mL）/根（叶）质量（g）× 测定用提取液体积（mL）计算根（叶）中的
MDA 含量。
1.4 矿质元素含量的测定
ICP-MS 法测定矿质元素含量（陈莉 等，2012）。取样后将‘布里吉塔’蓝莓苗解析为根、茎、
叶，将根浸泡于 20 mmol · L-1的 Na2-EDTA 中 15 min 以去除根表吸附的 Fe、Zn 等元素。样品于 105 ℃
杀青 30 min 后，65 ℃烘干并于玛瑙磨样机中碾磨，取 0.1 g 粉末样品，加 8 mL HNO3 和 1 mL HClO4
放置过夜，然后消煮。用超纯水定容至 50 mL，过滤后用电感耦合等离子质谱仪 ICP-MS（Agilent，
7500a）测定 Fe、Zn 及其他元素（如 K、Ca、Mn、Cu）的含量。
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图 1 不同 pH 根际土壤对蓝莓根系活力的影响
a、b、c 表示同一品种不同处理在 P < 0.05
水平差异显著。下同。
Fig. 1 Effects of different rhizosphere pH on
root activity of blueberry
a，b，c mean the same variety with different treatment had
significant differences at P < 0.05 level. The same below.
1.5 实时荧光定量 PCR 分析（qRT-PCR）
从‘布里吉塔’蓝莓根系中采用同源克隆的方法获得 HA（H+-ATPase）、Fer2（Ferritin 2）、FRO2
（Ferric reduction oxidase 2）和 Nramp3（Natural resistance-associated macrophage protein 3）这 4 个
与铁吸收代谢相关的基因片段。采用实时荧光定量 PCR 的方法，对经酸性土（pH 5.5）和碱性土（pH
7.5）种植过的‘布里吉塔’蓝莓根系相关基因相对表达量检测。分别提取各处理根系的 RNA（Asif
et al.，2006），并反转录 cDNA 第一链，以反转录的 cDNA 为模板。根据已经克隆到的铁吸收、转
运相关的基因片段序列设计荧光定量 PCR 引物（表 1），内标基因采用 GAPDH。荧光定量 PCR 按
照 SYBR Premix Ex TaqTMⅡ试剂盒（TaKaRa）的说明书进行操作。qRT-PCR 反应体系为 20 μL，包
括 10 μL SYBR Premix Ex Taq、1 μL cDNA、上下游引物各 0.8 μL、0.4 μL ROX Reference Dye、7 μL
ddH2O。反应程序为：95 ℃预变性 30 s 后；95 ℃变性 5 s，55 ℃退火 30 s，72 ℃延伸 30 s，共 40
个循环。利用 ABI Step One PlusTM Real-Time PCR System 实时定量 PCR 仪检测蓝莓根系在不同根际
pH 处理下各基因的相对表达量。
1.6 数据分析
用 Microsoft Excel 2003 统计数据，SPSS 17.0 软件进行单因素方差分析（One-Way ANOVA）及
最小差异显著性（邓肯氏新复极差法）检验（P < 0.05）。

表 1 荧光定量 PCR 引物序列及产物大小
Table 1 Fluorescence quantitative PCR primers and product sizes
基因名称
Gene name
上游引物（5′→3′）
Forward primer sequence
下游引物（5′→3′）
Reverse primer sequence
片段大小/bp
Fragment size
GAPDH
FRO2
Fer2
Nramp3
HA
ACTACCATCCACTCTATCACCG
TTTTACATCTTCCATTTGGGCATCA
TCGGCAGCAAACAGCAAG
GCGGTTGAAGAAATGG
CTCCCAGATTCAAAGCCC
AACACCTTACCAACAGCCTTG
CGGGCAGAATCCAGACGAACACT
GCAGCCTCACAGTCATCG
GAACTGACTGGAGCACA
CAGAGCGAGGATTGCGAT
116
125
137
140
162
2 结果与分析
2.1 不同 pH 根际土壤对蓝莓根系活力的影响
不同 pH 土壤处理 20 d，3 个蓝莓品种在
pH 7.0 和 pH 7.5 处理条件下根系活力均显著低
于对照（pH 5.5）（图 1），pH 7.0 的降幅为
59.3% ~ 73.8%，pH 7.5 的降幅增至 61.1% ~
83.7%，表明中性（pH 7.0）和碱性（pH 7.5）
的根际土壤环境对蓝莓根系均出现不同程度的
损害。
2.2 不同 pH 根际土壤对蓝莓根系和叶片丙二
醛含量的影响
随着根际土壤 pH 升高，3 个品种蓝莓根部
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中 MDA 的含量显著增加（图 2）。碱性栽培环境下（pH 7.5），比洛克西、奥尼尔、布里吉塔根系的
MDA 含量分别为 4.7、2.8 和 2.8 mmol · g-1 FW，分别是对照（pH 5.5）的 2.7、2.1 和 1.8 倍。
pH 7.0 和 pH 7.5 处理下，布里吉塔叶部 MDA 含量分别为 6.0、10.2 mmol · g-1 FW，均显著高于
对照（pH 5.5），比洛克西及奥尼尔叶内 MDA 同样表现出随 pH 升高呈上升趋势（图 2）。这表明随
着土壤 pH 值的升高，蓝莓根部及叶片膜脂过氧化程度逐渐上升，膜系统受损程度也越来越高。


图 2 不同 pH 根际土壤对蓝莓根系和叶片中丙二醛含量的影响
Fig. 2 Effects of different rhizosphere pH on MDA contents in roots and leaves of blueberry

2.3 不同 pH 根际土壤对布里吉塔蓝莓 K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 元素含量的影响
如图 3 所示，根部 K 含量在 pH 5.5、pH 7.0、pH 7.5 处理间无显著差异，茎部 K 含量在 pH 7.0、
pH 7.5 处理时显著高于对照，叶部 K 含量在 pH 7.0 条件下最高，达 9.1 g · kg-1 DW；土壤 pH 处于











图 3 不同 pH 根际土壤对布里吉塔蓝莓根茎叶中 K、Ca 和 Mg 含量的影响
Fig. 3 Effects of different rhizosphere pH on the contents of K，Ca and Mg in roots，stems and leaves of Brigitta blueberry
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图 5 布里吉塔蓝莓在 pH 5.5 及 pH 7.5 根际土壤处理下根中
Fer2、FRO2、Nramp3 和 HA 的相对表达量
Fig. 5 Effects of different rhizoshpere pH on expression levels of
Fer2，FRO2，Nramp3 and HA in roots of
Brigitta blueberry
7.0 和 7.5 时根部 Ca 含量均高于对照植株，茎中 Ca 含量没有明显的规律，叶中 Ca 含量在 pH 7.5 处
理下高于其他两个处理；Mg 在叶中的含量高于根和茎中，根中 Mg 含量在 pH 7.0 处理下最高，茎
中处理间无差异。
布里吉塔蓝莓植株内 Fe 主要富集在根中，叶中次之，茎中最少，在根部，根际土壤的碱化显著
降低 Fe 含量，碱性（pH 7.5）处理仅为酸性（pH 5.5）处理的 53.2%；蓝莓茎中 Mn 含量均高于根
和叶，但各处理间变化无明显规律；Cu 和 Zn 在根、茎、叶中的变化无明显规律（图 4）。
























图 4 不同 pH 根际土壤对布里吉塔蓝莓根茎叶中 Fe、Mn、Cu 和 Zn 含量的影响
Fig. 4 Effects of different rhizosphere pH on the contents of Fe，Mn，Cu and Zn in roots，stems and leaves of Brigitta blueberry

2.4 不同 pH 根际土壤对蓝莓铁吸收代谢相关
基因表达水平的影响
蓝莓铁吸收代谢相关的 4 个基因的表达模
式如图 5 所示，Fer2、FRO2 和 Nramp3 基因的
表达量在 pH 7.5 条件下普遍低于对照（pH
5.5），仅 HA 未出现显著差异。
植物铁结合蛋白（Fer）是一种铁储存蛋白，
既可以储存大量的可被植物利用的铁，又能抵
抗环境胁迫。当蓝莓处于碱性（pH 7.5）环境
中，铁蛋白的表达量下调，说明植物受到损伤，
铁的储存水平下降，进而引起铁缺乏。
另外，三价铁螯合还原酶基因 FRO2 和二
价铁转运子 Nramp3 都在碱性根际下受到显著
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抑制表达（pH 7.5 处理时，FRO2 的表达量仅为 pH 5.5 时的 2.9%），使得 Fe3+被还原为 Fe2+ 以及将
Fe2+ 转运进细胞内的能力受到限制，所以导致蓝莓在碱性土壤中的适应性差，以致缺铁性黄化。
3 讨论
植物根际土壤 pH 与其生长密切相关，且对营养元素的有效性、吸收速率、有毒离子和土壤结
构变化产生直接或间接的影响（Marschner，1996）。一般植物在 pH 5.5 ~ 7.5 范围内均能正常生长，
而蓝莓对非酸性土壤极为敏感，一旦 pH 超出 5.5，就会出现生长停滞、叶片缺素、根系发黑等现象
（Townsend，1971）。本研究中，施用石灰对红壤土进行 pH 调整，其主要成分是 CaCO3，含少量
MgCO3。石灰的加入会使红壤土中钙、镁含量有所增加，但目前普遍认为石灰的加入除了碱化土壤
外，还可以提高土壤中钙、镁等离子的活性，改善土壤结构，并促进树体对养分的吸收和利用，提
高作物的产量和品质（Fageria & Baligar，2008）。因此，研究中施用石灰碱化后蓝莓的不良反应主
要来自土壤 pH 值的升高。
本研究中发现在 pH 7.5 处理下，比洛克西、奥尼尔和布里吉塔蓝莓根系颜色发黑，色泽均差于
pH 5.5 处理，说明在碱性处理下根系老化严重。同样，在中性、碱性根际条件下，3 个蓝莓品种的
根系活力相对于对照（pH 5.5）有所下降（P < 0.05），根系和叶片中 MDA 则随之积累。同样，旱
稻处于营养液 pH 9.0 时，根系活力仅为 pH 6.0 条件下的 8.64%（时丽冉 等，2007），pH 7.0 及 pH
8.0 的根际环境同时也显著提高水稻植株内 MDA 含量（刘少华 等，2011）。其主要原因是根际 pH
值的升高影响根表及细胞膜离子分布，破坏膜脂稳定性进而导致根系代谢能力下降，这在烤烟等其
他作物的研究中亦有相似的结果（崔喜艳 等，2001）。
目前普遍认为，蓝莓对非酸性土壤的不适应性主要与植株体内 Fe 元素代谢失衡有关。土壤偏
中碱性，使 Fe 离子大多以三价的形式存在，溶解度很低，从而限制了植株从土壤中吸收和转运（Li
et al.，2004）。铁螯合还原酶（FCR）是蓝莓等非禾本科植物吸收 Fe3+的必要前提，而 FCR 的活性
高低受根际 pH 值的影响（Susin et al.，1996）。另有研究发现，高 pH 条件下土壤中广泛存在的 NO3-
可以减弱叶片中铁螯合还原酶的活性并导致植株的缺铁黄化症状（Mengel et al.，1994；Kosegarten et
al.，2001），可能的原因是蓝莓根、叶中的硝酸还原酶（NR）均显著低于相同培养条件下的其他植
物（Dirr et al.，1972），细胞吸收 NO3-时，以 NO3-/H+形式同向转移进细胞，同时向胞外泵出 OH-，
引起土壤 pH 进一步上升（Zhao & Ling，2007）。因此，高 pH 值、高 NO3-、低铁等因素都可能是
导致蓝莓生长不良、低产的关键。
Haynes 和 Swift（1986）的研究表明，较高土壤 pH 值时，高丛蓝莓树体中 Fe、Mn 含量低，
K、Ca 含量高，而 N、P、Mg 未受到影响。本研究结果显示，北高丛蓝莓布里吉塔根系在碱性环
境下，其 Fe 含量相对酸性培养植株根系降低了近一半，但是碱性条件下蓝莓叶和茎部 Fe 元素并
未减少，推测可能由于蓝莓是一种木本植物，根、茎等器官同时可视为营养元素的“贮存库”，短
期的碱性条件处理对生物量大的株体的 Fe 含量并未构成大的影响。其他元素并没有明显的规律性
变化。
蓝莓铁吸收属于机制Ⅰ模式，该类模式利用 H+-ATPase 酶向根外泵出质子，以酸化土壤，然后
通过 FRO2 蛋白将 Fe3+ 还原为 Fe2+。在黄瓜中，缺铁能够诱导质子的分泌，酸化根际，提高 H+-ATPase
酶的活性，表明缺铁能增加质膜 HA 基因的高水平表达（Dell’Orto et al.，2000）；Santi 等（2005）
研究发现，黄瓜中存在的两个质膜 HA 基因，即 CsHA1 和 CsHA2 对缺铁的响应表现不同，在根中
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CsHA1 能受供铁减少而表达，而 CsHA2 在叶片和根系中的表达均不受铁营养水平的影响。本研究
中 HA 在不同 pH 处理下表达无差异，这可能的原因是蓝莓上克隆得到的 HA 只是 H+-ATPase 基因家
族中的一员，且不响应高 pH 胁迫。Ling 等（2002）研究发现，番茄 fer 突变体在低铁环境下，由于
LeFRO1 的表达缺失而出现严重的缺铁性黄化。在本研究中，FRO2 基因在 pH 7.5 处理根部的表达
量仅为对照的 2.9%，而在碱性土壤中铁主要以 Fe3+形式存在，从而显著降低蓝莓根部对 Fe 的吸收
利用。
铁蛋白 Fer 在植物体中作为一种胁迫应激蛋白，能通过螯合形式将过剩铁进行储藏（Petit et al.，
2001）。本研究中，当蓝莓处于碱性土壤中时，因可溶性铁离子的减少，使得铁蛋白与铁离子的结合
相应减少，因此 Fer2 在 pH 7.5 时表达下调，与前人研究拟南芥时的结果类似，即在拟南芥根和叶
中 AtFer1 基因都受到铁缺乏而表达下降（Wintz et al.，2003）。
Nramp 基因家族最早发现于哺乳动物和酵母，主要行使 Fe2+ 的吸收及转运功能。目前在植物中
对 Nramp 的研究主要集中在水稻、拟南芥和番茄等模式植物上，AtNramp3 能够将细胞质中游离的
Fe2+转运至质体及液泡等细胞器中（Thomine et al.，2003）；在低 Fe 条件下，AtNramp3 和 AtNramp4
双突变植株较野生型拟南芥的子叶延缓变绿，阻碍根系生长（Lanquar et al.，2005）。本研究中，Nramp3
在碱性处理条件下的表达量亦显著低于对照，表明蓝莓根对铁元素的的转运效率亦受到碱性根际环
境的抑制。
除此之外，IRT1、IRT2 等 ZIP 铁转运子家族亦是报道较多的 Fe2+转运蛋白，但本研究中多次同
源克隆尝试均未能克隆出这些基因（数据未提供），可能这些转运子在蓝莓中的表达丰度不高，或者
不是铁转运的主要功能蛋白。
综上所述，碱性（pH 7.5）根际土壤条件下，蓝莓根内 FRO2 表达量降低，导致根部对 Fe3+的
还原能力下降；同时，铁结合蛋白（Fer2）对铁的结合储藏能力下降，以及转运铁的 Nramp3 基因
表达下调，最后因根部铁的转运和吸收减少，导致地上部出现缺铁性黄化，因其他元素在中碱性胁
迫下未有明显的规律性变化，所以推断蓝莓在碱性根际下生长不良的关键因素是铁的减少，以及与
铁代谢有关的基因表达的下降。

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