近年来土壤酸化问题不断突出,酸化的土壤中大量活性铝离子会严重影响植物的正常生长。活性铝能够显著抑制植物根系生长,使得叶片失绿黄化,叶缘卷曲;影响植物体内酶活性,导致内部系统紊乱;同时抑制植物光合作用的正常进行,降低植物净光合速率,对植物体造成严重影响。马尾松作为我国典型的亚热带木本植物,具有耐干旱瘠薄、优良速生的特点,常用于林产加工以及造纸工业中,但由于酸性土壤中活性铝大量溶出导致马尾松林出现大面积衰退甚至死亡的现象,极大地制约了马尾松产业发展。因此如何有效缓解酸性土壤中铝对马尾松的毒害性,提高马尾松的耐铝性,保障马尾松林产业的可持续化发展是当前亟待解决的问题。根系分泌有机酸是植物耐铝的重要机制之一,主要通过有机酸螯合土壤中活性铝并使其沉淀,同时调节根际土壤理化性质和微生物等作用来降低铝毒害,这种作用机制与植物体内部的有机酸代谢系统紧密相关。目前针对草本植物的铝毒害研究已经取得了诸多进展,但对木本植物相关研究则较少,对于马尾松这一酸性土壤上典型木本植物的耐铝及铝毒害缓解机制还不太清楚。因此,根据前期筛选出来的马尾松幼苗为试验材料,采用水培法,通过研究外源添加有机酸对铝胁迫下马尾松生长指标和根尖铝含量、马尾松TCA循环中相关酶活性以及光合特性的影响,揭示外源有机酸参与缓解马尾松铝毒害的调控机制。旨在为在酸性土壤下马尾松栽培及其产业的可持续发展提供了理论依据。主要研究结果如下:1.铝胁迫下马尾松幼苗的根系伸长受到抑制,还会造成植株矮小、茎干变细,外源添加有机酸可以缓解铝毒害。铝胁迫下马尾松幼苗根系铝分布并不均匀,根尖铝含量最低,向上增大。根系苏木精染色表现为有机酸处理组较Al处理组根尖颜色更浅,外源有机酸可以有效降低铝在根尖部位的积累,其中草酸更有利于缓解马尾松根系对Al3+的吸收,结合根段铝含量结果,Al3+有向上运输的特点。铝胁迫下根尖果胶甲酯酶活性显著升高,表明细胞壁外排机制可能是马尾松缓解铝毒有效机制之一。外源有机酸加入显著降低了根尖果胶甲酯酶活性,表明可通过有机酸直接在体外与活性铝螯合,不通过细胞壁外排机制直接缓解马尾松铝毒害。2.铝胁迫下马尾松幼苗根系的TCA循环受到影响,导致PEPCase和MDH活性增强、ICDH和MDH活性降低,外源添加有机酸后PEPCase和MDH活性降低、ICDH和MDH活性增强,说明有机酸可以通过调节根系TCA循环过程中的酶活性抵御铝胁迫带来的不良影响,达到缓解铝毒的作用。根系与针叶中各个酶的表现存在不同,可能是不同生长部位的调节机制存在差异。通过对酸性磷酸酶活性的研究发现铝胁迫导致根系ACP活性增大,外源添加有机酸后,减轻了有机磷-无机磷-结合活性铝这一途径的压力,使得ACP活性降低,因此推测有机酸与活性铝在植物体外螯合是马尾松幼苗缓解铝毒的主要途径。3.铝胁迫下马尾松幼苗的光合作用受到明显抑制,直接导致光合色素的合成和累积受阻,含量降低,外源添加柠檬酸和草酸能有效缓解这一情况,苹果酸缓解效果不明显;铝胁迫还会导致净光合速率、气孔导度以及蒸腾速率降低,胞间CO2浓度升高,但对水分利用效率和气孔限制值的影响不明显,外源添加有机酸能够对受阻的光合作用有着良好的缓解作用。