全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 28(2)：201— 205 2008年 3月
普通荞麦资源的耐铝性研究
潘守举，陈庆富 ，冯晓英，谭永强
(贵州师范大学 生物技术与工程学院 植物遗传育种研究所，贵阳 550001)
摘 要：利用小容器溶液培养法对耐铝性鉴定条件和52份普通养麦栽培品种资源的耐铝性进行了研究。结
果发现普通养麦耐铝性鉴定的适宜条件为发芽种子于 500~mol／L AICI3溶液(pH4．5)处理 3 d，以发芽种子
在这三天内的根伸长量衡量耐铝性程度。在该处理条件下，普通养麦不同品种间的耐铝性有显著差异。其
中，陕西大红花甜养品种、日本大粒养、织金红花甜养的耐铝毒胁迫能力最强，值得在养麦耐铝性育种和耐铝
机制研究中利用。
关键词：普通养麦；耐铝性 ；发芽种子
中图分类号 ：Q948．113 文献标识码 ：A 文章编号：1000—3142(2008)02—0201—05
Al3+ tolerance of common buckwheat
(Fagopyrum esculentum)resources
PAN Shou—Ju，CHEN Qing-Fu ，FENG Xiao-Ying，TAN Yong-Qiang
(Institute of Plant Genetics and Breeding，Colege of Biological Technology and
Engineering，Guizhou Normal University，Guiyang 550001，China)
Abstract：The estimatmg system of common buckwheat A13+ tolerance and the AP+ tolerance of 52 common buck—
wheat accessions were studied by means of test tube culture method．The results showed that the effective method of
the A1。+一tolerance identification for common buckwheat are to treat sprouting seeds three days in the 500 vmol／L
AICI3 soIution(pH4．5)at 25℃ and to use the seed root growth length in the three days for evaluating the degree of
A13+ tolerance．The results of identification of AP+-resistance by this way showed that there are great variations of
A13+ tolerance among the different common buckwheat accessions．Among them，some accessions such as Dahonghua
from Shaanxi，Daliqiao from Japan，and Honghuaqiao from Guizhou have much higher A13+ tolerance than others，
which can be used for studies on the buckwheat breeding and the mechanism of the buckwheat A13+ tolerance．
Key words：common buckwheat；A10+ tolerance s sprouting seed
铝作为地壳中含量最为丰富的金属元素，仅次
于氧和硅，约占地壳的 7 。大多情况下，土壤中的
铝通常以难溶性的硅酸盐或氧化铝的形式存在，是
无毒的(沈宏等，2001)。但在酸性土壤条件下，土壤
中难溶性的铝易转变为有毒的可溶性离子态铝，对
植物生长产生毒害。Ownby& Popham(1990)发
现铝毒胁迫处理 1～2 h后就可能观察到植物根系
的伸长明显受到了抑制。Llungany等(1995)研究
发现在铝毒处理的 30 min内即可观察到影响。其
对植物的毒害作用主要表现在：抑制根的生长，使植
物对环境中矿质元素的吸收减少，改变质膜的组成
和功能，扰乱植物钙代谢等(Taylor，1998)。
收稿日期：2006-12-25 修回日期 ：2007-02-26
基金项目：国家自然科学基金(30270852，30471116)；国家“十一五”重点攻关项目(2006BAD02B06)；教育部新世纪人才支持计划(NCET2004-0931)
贵州师范大学重点学生课题(GNU-SP-2005一SJXY-A02)[Supported by the Natural Science Foundation of China(30270852，30471116)；Key Technology
Research and Development Program of State 11th Five-Year Plan Project(2006BAD02B06)；Program for New Century Excelent Talents in
University(NCET-2004—0913)；Key Student Project of Guizhou Normal University(GNU-SP-2005一SJXY-AO2)1
作者简介：潘守举(1981一)，男 ，河南省夏邑县人，硕士研究生，研究方向为资源植物学。
通讯作者(Author for c0resp0ndence，E—mail；cqfl966@163．corn)
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2O2 广 西 植 物 28卷
我国酸性土壤主要是红壤，遍及南方 15个省
区，总面积 2．O3×10 hm ，约占全国土地总面积的
21 (刘强等，2004)。因此酸性土壤 中的铝毒 已成
为制约我国红壤区农业发展的重要因素之一。目前
治理酸性土壤多通过施用石灰或是其它碱性物质的
方法，但生产成本投入大，长期使用会破坏土壤，影
响生态平衡 ，不利于酸性土壤地区农业的可持续发
展。酸性土壤中的 AIH对大部分农作物都有一定
的毒害作用 ，但不同植物种类 和同一植物的不同品
种问的耐铝性都存在着极大差异，因此筛选和培育
出耐铝的作物品种从长远看是一种最经济、有效和
无污染的措施(王芳等 ，2005b；2006)。
荞麦属于蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopy—
rum)，是我国重要的传统杂粮作物，具很高的营养价
值和药用保健价值(林汝法 ，1994；陈庆富，2001)。荞
麦有两个栽培种，一个是甜荞(F．esculentum)，即普通
荞麦 ，另一个是苦荞(F．tataricum)(张以忠等，2004)。
其中普通荞麦在世界上栽培最为广泛，几乎遍及所
有种植粒用作物的国家。迄今为止有关荞麦铝毒胁
迫方面的研究都以普通荞麦为材料，一致表明，普通
荞麦有很强的耐铝性，可作为酸性土壤上的改良作
物(李朝苏等，2004)。但这些研究的实验材料多局
限于少数几个普通荞麦栽培品种，对普通荞麦不同
品种间耐铝性差异方面的报道极少。现有荞麦耐铝
性研究所使用的材料不一定是耐铝性最强的，而耐
铝性最强的品种可能有特殊机制和有更大的研究
价值 。
本研究通过采用小容积溶液培养法对荞麦耐铝
性鉴定条件和 52个普通荞麦栽培品种资源进行了
耐铝性鉴定，以便从中筛选出高度耐铝荞麦品种，为
荞麦耐铝性育种提供重要资源，也为耐铝性机制研
究奠定材料基础。
1 材料和方法
本研究所用的材料包括 52份栽培甜荞品种的
种子，其编号、来源等信息见表 1。
1．1铝离子溶液浓度和处理时间的筛选
选取贵州甜荞(ES2OO5O21802)健康饱满的种
子约 300粒，用 0．01 的新洁尔灭消毒液进行表面
消毒 50 S，再用蒸馏水冲洗 3次后 ，转移到铺有湿润
滤纸的干净培养皿中，置于 25。C光照培养箱中培养
2～3 d。当大多数种子根长 3～4 cm 时，选择根长 3
cm左右、彼此差异不大的发芽种子，转移到 5O mL
直形玻璃试管铝溶液里进行单株培养。本研究共设
置 2个对照(A1、A2)和 9个处理 (A3～A11)，分别
是 0(pH7．0，空白对 照)、0(对照)、10、20、50、100、
200、500、1 000、2 000、4 000 t~mol／L的 A1C13溶液
(pH4．5)。每个处理 8颗发芽种子(重复)，置于 25
℃光照培养箱中培养，每隔 24 h测定一次根长，连
续进行 3 d测量。每天计算其根伸长量。24 h根伸
长量(mm)一24 h后根长(mm)一24 h前根长
(ram)。处理 1、2、3天分别记为 D1、D2、D3。
表 1 材料及其编号、产地、来源、代号
Table 1 The accessions，origin and
symbol of common buckwheat
1 贵州甜荞 ES2005021802 贵州贵阳 IPGB ES01
2 湖南武岗甜荞 ES2004102901 湖南武岗 IPGB ES02
3 遵义甜荞 ES2。O4O4O1O2 贵州遵义 IPGB ES03
4 兴义甜荞 ES2004090101 贵州兴义 IPGB ES04
5 T05六荞 1号 ES2005061603 陕西杨陵 柴岩 ES05
6 威宁甜荞 ES2004010201 贵州威宁 IPGB ES06
7 水城甜荞 ES2004010103 贵州水城 IPGB ES07
8 道真甜荞 ES2003o40101 贵州道真 IPGB ES08
9 小甜葬 ES2005100802贵州水城杨梅 IPGB ES09
10 鸭溪甜荞 ES2006022401贵州遵义鸭溪 IPGB ES10
l1 三穗甜荞 ES2005042701 贵州三穗 IPGB ES11
12 八宿栽培甜荞 ES2005102201 西藏八宿县 IPGB ES12
1 3 黔西甜荞 ES2004102902 贵州黔西 IPGB ES13
14 淳化甜荞 ES2005092301 陕西淳化 IPGB ES14
15 捷克荞麦 ES2004082001 捷克共和国 IPGB ES15
16 T03 8802—1 ES20050616O1 陕西杨陵 柴岩 ES16
1 7 TO1北早生 ES2005061602 陕西杨陵 柴岩 ES1 7
18 遵义红花 岗 ES200411O1O1 贵州遵义红 IPGB ES18
甜荞 花岗
19 绥阳甜荞 ES2003l10102 贵州绥阳芳 IPGB ESI9
垭镇
2O T04平荞 2 ES2005061604 陕西杨陵 柴岩 ES20
号 ck
21 T02固引 1号 ES2005061605
22 T06愉荞一4 ES2005061606
23 II西 甜荞 ES2006021802
24 盘县甜荞 ES2005052101
25 大方甜荞 ES2004100702
26 威宁红花甜 ES20051208001
荞 1
陕西杨陵
陕西杨陵
山西农科院
贵卅l盘县
贵州大方瓢
井镇
贵州威宁
27 83—41 ES20051208002贵州威宁
28 赫章红花甜荞ES2。O512O8。O4贵州赫章
29 品比3 ES20051208006贵州威宁
30 F25杂甜荞 ES20051208013贵卅l威宁
31 单选 F5 ES20051208016贵州威宁
32 大方白花甜荞ES2。O512O8O19贵州大方
33 鲁旬红花甜荞ES20051208027云南鲁甸
毛春 ES26
毛春 ES27
毛春 ES28
毛春 ES29
毛春 ES30
毛春 ES31
毛春 ES32
毛春 ES33
E E E E E
石岩强
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2期 潘守举等：普通养麦资源的耐铝性研究 203
续表 1
大轮养 ES20051208038贵州织金 毛春
榆 T-04—02 ES20051208050贵州威宁 毛春
01-2 ES20051208060贵州威宁 毛春
织金红花甜荞ES20051208094贵州织金 毛春
织金 白花甜荞ES20051208095贵州织金 毛春
花荞 ES20051208096贵州遵义 毛春
小三棱甜荞 ES20051208128内蒙古 毛春
大方红花甜荞ES20051208129贵州大方 毛春
大红花甜荞 ES20051208130陕西 毛春
甜荞 ES20051208201贵州威宁 毛春
威宁红 花甜 ES20051208133贵州威宁 毛春
荞 2
龙山甜荞 ES20051208136贵州威宁 毛春
日本大粒荞 ES20051208138内蒙古 毛春
榆荞 2号 ES20051208139陕西 毛春
沙石甜荞 ES20051208172贵州赫章沙石 毛春
吉达甜荞 Es20O512O8174贵州赫章吉达 毛春
雪山红花甜荞ES20051208185贵州威宁雪山 毛春
龙可红花甜荞ES20051208188贵州威宁龙可 毛春
赫章甜荞 ES20051208199贵州赫章 毛春
ES45
ES46
ES47
ES48
E$49
ES50
ES51
ES52
’为植物遗传育种研究所(IPGB)种质资源库中的编号。The num—
ber of buckwheat resources in Germ-Plasm Pool of the Institute of Plant
Genetics and Breeding(IPGB)，Guizhou Normal University．
1．2栽培甜荞品种资源的耐铝性测定
从每个养麦资源品种中随机选取健康饱满的种
子约 3O粒，按上述方法进行萌发培养，选择根长 3
cm左右、彼此差异不大的发芽种子在上述实验所得
适宜的处理浓度(500 t~mol／L)和处理时间(72 h)进
行铝耐性鉴定。每个品种各处理 8颗发芽种子(即
8个重复)，并设置 2个对照(A1和 A2)，置于 25℃
光照培养箱中培养，处理前测定 1次根长，处理 72 h
后再测定一次根长，统计 72h根伸长量。
1．3数据统计分析方法
采用 SAS v6．12软件进行资料的统计分析。
利用Scott—Knott聚类分析方法(王天行等，1992)对
不同品种 72 h根伸长量平均数进行聚类分析。
2 结果和分析
2．1不同处理条件下贵州甜荞根的生长状况
所得数据及其多重 比较结果见表 2。表 2显
示，贵州甜养在第 1对照(水一pH7．0，即处理 A1)下
的根系生长状况最好，72 h主根伸长量极显著高于
第 2对照(水一pH4．5，即处理 A2)，暗示酸性条件不
利于养麦根的生长。这两个对照的主根和侧根生长
均极显著好于其它处理。
与两对照相 比，在 A3～All，9个不同浓度
AICI。溶液处理条件下，贵 州甜养根系的生长均显
著受到了抑制，A4～All处理 72h主根生长被抑制
的程度均显著大手 A3，而 A4～A5，A5～All之间
差异未达极显著水平。
表 2 贵州甜荞不同铝离子浓度及不同处理时间下的
根伸长量平均值及 Duncan多重 比较 (mm)
Table 2 24 h root growth length averages and the Duncan
multiple comparison of Guizhou Tianqi ao among diferent
Ala+concentrations(A)and different treating times(D)
处
．
理
．
T Th ．． 嚣警
rea men day day day c0mpa son
注： =0．01，字母相同表示差异不显著。下同。
Notet The same letter means no significant difference at 0．01 lev—
eIJ The same below．
在 A3～A11的9个 A1C1。溶液处理条件下，在
刚开始处理的几个小时内，其原本是白色的根尖部
位明显变成了黄色或浅黄色。随着处理时间的增
加，其根的生长逐渐减慢甚至停止，根尖部位的颜色
逐渐加深，有些成了黄褐色。
另外，在 A3～A7的5个 A1C1。溶液处理条件
下，尽管主根和侧根生长均明显受到抑制，但部分侧
根仍 有较 多的生长，尤其在较低浓度 (10和 2O
／lmol／L)下，侧根生长数量较多且较长；而在 500
／lmol／L A1C1。溶液处理条件下，贵州甜养侧根停止
生长(图 1)。说明在 500／lmol／L浓度处理下，铝毒
对其侧根生长的抑制已经达到较稳定状态，该浓度
可作为铝耐性鉴定的最适浓度。
两个对照(A1、A2)72 h主根伸长量之间元显著
差异。不同铝离子浓度处理(A3～A11)下，其主根第
1天均有一定生长，到第2天，生长显著被抑制，第 3
“ 盯 ∞ 北∞“ 蹲
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204 广 西 植 物 28卷
图 l 贵州甜荞不同铝离子浓度下处理三天后的根生长状况
Fig．1 Seed roots of common buckwheat Guizhou Tianqiao treated with diferent concentrations of Ala+ for three days
No．1～ 11 in the figure are the different concentrations of AICI3，namely A1b al1．
表 3 52份普通荞麦栽培品种资源72 h根
伸长量之间的 Duncan多重比较
Table 3 Duncan multiple comparison of the root length
after 72 h culture among 52 common buckwheat accessions
ES42
E$46
ES37
ES43
E$33
ES25
ES52
E$40
ES45
ESO1
E$32
E$39
ES27
ES41
ES24
ES02
ES47
E$30
ES31
E$26
ES38
ES08
ES35
E$48
E$36
ESO4
9．86 A ES16
7．16 B ES13
6．9O B ES34
6．5O BC ES18
6．24 BCD ES50
6．24 BCD ES10
6．19 BCD ES28
6．14 BCDE ES51
6．12 BCDE ES14
5．92 BCDEF ES44
5．8O BCDEFG ES49
5．7Z BCDEFG ESO5
5．71 BCDEFG ES15
5．70 BCDEFG ESO6
5．55 BCDEFGH ES21
5．44 BCDEFGH ES29
5．35 BCDEFGHI ES09
5．32 BCDEFGHI E$20
5．29 BCDEFGHI ES17
5．28 BCDEFGHI ES23
5．18 BCDEFGHI ES11
5．16 BCDEFGH1 ES12
5．16 BCDEFGHI ES22
5．11 BCDEFGHI ESO3
5．06 BCDEFGHI ES19
5．00 BCDEFGHI ESO7
4．94 BCDEFGHI
4．82 BCDEFGHI
4．68 BCDEFGHI
4．66 BCDEFGHI
4．62 BCDEFGHI
4．55 BCDEFGHI
4．50 BCDEFGHI
4．45 BCDEFGHI
4．35 BCDEFGHI
4．35 BCDEFGHI
4．34 BCDEFGHI
4．32 BCDEFGH1
4．20 BCDEFGHI
4．2O BCDEFGHI
4．16 BCDEFGHI
3．88 CDEFGHI
3．79 CDEFGHI
3．62 CDEFGH1
3．49 CDEFGHI
3．28 DEFGHI
3．26 DEFGH1
3．13 EFGHI
3．04 FGHI
2．81 GH1
2．54 HI
2．38 1
天的生长被抑制程度更高。第2天与第 3天的主根伸
长量无显著差异，说明从第 2天开始铝离子毒害已开
始发挥作用，到处理第 3天铝的毒害作用已趋于稳定。
综上所述，从节约工作量和获得稳定结果来看，
荞麦耐铝性鉴定的最适条件为：500／lmol／L A1C1。
溶液(pH4．5)处理 3 d。以72 h主根伸长量和根系
生长状况对普通荞麦资源进行耐铝性鉴定较适宜。
2．2栽培甜荞不同品种资源的耐铝性比较
采用 500／lmol／L A1C1 溶液 (pH4．5)处理 3
d，测定 72 h主根伸长长度，对 52份栽培甜荞资源
进行耐铝性鉴定，结果见表 3。52份不同普通荞麦
品种 72h根伸长量之间有极显著差异。其中，来自
陕西的大红花甜荞耐铝毒胁迫能力最强，极显著强
于其他品种，其次耐铝性较强的是日本大粒荞、织金
红花甜荞，遵义甜荞、绥阳甜荞、水城甜荞的耐铝性
最低。根据 52份甜荞资源的 72 h平均根伸长量，
利用 Scott—Knott聚类分析方法对这些栽培甜荞资
源进行聚类分析，结果见图 2。根据群内差异不显
著和群间差异显著的原则，52份不同品种(系)栽培
甜荞资源可以分成 4类。其中，类 1只包括大红花
甜荞(ES46)，说明该品种的耐铝性最强，这与品种
间多重比较的结果相一致。类 II中包括了日本大
粒荞(ES42)、织金红花甜荞(ES37)等在内的26份
栽培品种，这些品种的耐铝性相对较强。类 Ⅲ中有
黔西甜荞(ES13)、大轮荞(ES34)等 16个不同的栽
培品种，这些品种的耐铝性相对较弱。类 IV包括
平荞 2号(ES20)、北早生(ES17)等 9个栽培甜荞品
种，其耐铝性相对最差。
3 讨论
迄今为止国内有关荞麦铝毒胁迫的研究只限于
少数普通荞麦品种(Ma等，1997；章文华等，2002；
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2期 潘守举等：普通荞麦资源的耐铝性研究 205
李朝苏等，2004；王芳等，2005a，b)。本研究利用
5OraL玻璃直管组成的隔离培养装置对发芽种子进
行小容积溶液培养三天，结合普通荞麦种子根伸长
量测定，首次较大范围地对 36份贵州地区甜荞品种
和 16份其它地区甜荞品种进行了耐铝性鉴定，为荞
类 I
Category I
类 II
Category II
类III
Category III
类IV
Category IV
麦耐铝性鉴定提供了一个经济有效的耐铝性鉴定方
法；并且从中筛选出了一些耐铝性强的品种如陕西
大红花甜荞、日本大粒荞、织金红花甜荞等，还发现
一 些对铝毒特别敏感的普通荞麦品种如遵义甜荞、
绥阳甜荞、水城甜荞等。这些资源将为荞麦耐铝性
ES42
ES46，ES37，ES43，ES33，ES25，ES52，
ES40，ES45，ES01，ES32，ES39，ES27，
ES41，ES24，ES02，ES47，ES30，ES31，
ES26，ES38，ES08，ES35，ES48，ES36，
FSnd FS1R
ES1 3，ES34，ES1 8，ES50，ES1 0，ES28，
ES51，ES14，ES44，ES49，ES05，ES1 5，
ES06，ES21，ES29，ES09
ES20，ES1 7，ES23，ES1 1，ES12，ES22
ES03．ES19．ES07
=53 26半半
=37．10半
=1 1 6．51半半
图 2 52份普通荞麦栽培品种资源 72 h根伸长量的Scott—Knott聚类分析结果
Fig．2 Scott—Knott clustering analysis of the average root length after
72 h culture among 52 common buckwheat accessions
育种和耐铝性机制研究有重要意义。
同一浓度铝溶液处理条件下，溶液 pH值的变
化对荞麦根的生长有一定影响(李朝苏等，2004)。
刘厚田等(1992)和董爱华等(2002)研究表明，随着
处理溶液 pH值的变化，铝存在的形态发生变化，从
而对植物产生不同的影响。研究表明：当溶液 PH
值为 4．5左右时 ，Al抖在溶液中所 占的比例最大(孔
繁翔等，2000；章文华等，2002；刘拥海等，2004)。因
此，本研究中铝溶液使用 pH值 4．5，从而能稳定有
效地对普通荞麦品种耐铝性差异进行鉴定。
致谢 本研究得到西北农林科技大学柴岩教授
和贵州威宁农科所毛春所长在实验材料上的支持，以
及贵州师范大学植物遗传 育种研 究所周晨、石维明、
郭玉珍、王甜、李建辉 、范燕、任翠娟、盛茂银、王爱 国
的协助和帮助，在此一并致以衷心的感谢 !
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196 广 西 植 物 28卷
破坏 。由于岩溶生态系统的脆弱性 ，抗外界干扰能
力弱 ，植被易于破坏难于恢复。因此 ，封山育林 ，减
少人为干扰是保护岩溶地 区植被的必要措施 。
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