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在我国,缺Mg是导致柑橘产量和品质下降的最常见生理障碍之一,正在成为制约柑橘产业可持续发展的不利因素。缺Mg胁迫下,植物从老叶向嫩叶运输Mg的能力会提高,从而可为嫩叶的正常生长发育提供Mg。因此,缺Mg诱导的光合作用和叶绿素a(Chl a)荧光,以及活性氧(ROS)和丙酮醛(MG)代谢的改变应为在下部叶变化幅度大于上部叶。研究表明,缺Mg对根、叶解剖和气体交换,以及碳水化合物、氨基酸、蛋白质、有机酸和酚代谢的影响是不同的,鉴于此,根叶ROS和MG代谢对缺Mg的响应应该也是不同的。到目前为止,这方面的资料是十分有限的。每2天用含0(缺Mg)或2(对照,Mg充足)mM Mg(NO3)2的营养液浇用沙盆栽的雪柑实生苗16周。之后,研究缺Mg对生长、上(四分之三植株高度,叶龄约11周)和下(四分之一植株高度,叶龄约5周)部叶气体交换和Chl a荧光,以及上下部叶和根Mg、丙二醛(MDA)、MG和抗氧化物含量,超氧物阴离子和H2O2产生速率、电解质渗漏,以及参与ROS和MG脱毒的酶活性,旨在验证假说:(a)缺Mg诱导的ROS和MG代谢的改变在下部叶比在上部叶是更大的,和(b)它们的改变在根和叶中是不同的。主要研究结果如下:1、除了抑制生长外,缺Mg还可导致下部叶产生典型的缺Mg症状(叶片褪绿),但上部叶不会。2、缺Mg植株中上部叶Mg含量比缺Mg下部高,这可能是缺Mg下部叶上述所测生理参数的变幅比缺Mg上部叶大的原因,但各生理参数在缺Mg上下叶之间的变化趋势是相似。缺Mg加剧了上下部叶之间的这些生理参数的不同。3、虽然缺Mg诱导的叶Mg含量减少比根Mg含量减少大,但缺Mg诱导的与ROS和MG代谢有关的大多数参数的变化趋势和程度在缺Mg下部叶和根中是相似的。进一步分析发现,有几个参数[即:谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)、亚硫酸盐还原酶(sulfite reductase,SiR)、抗坏血酸(ascorbate,ASC)和脱氢抗坏血酸(dehydroascorbate,DHA)]的变化趋势在缺Mg下部叶和根中是相反的。显然,缺Mg诱导的ROS和MG代谢的改变在下部叶和根中存在一些差异。4、虽然大多数抗氧化酶、硫代谢相关酶和乙二醛酶I活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)含量在缺Mg的叶和根中,以及ASC含量在缺Mg叶中均保持在较高的水平,但MDA和MG含量和/或电解质渗漏仍在缺Mg上下部叶和根中增加,尤其是在缺Mg下部叶和根中。显然,ROS和MG脱毒系统作为一个整体并不能为缺Mg根叶提供足够的解毒能力来阻止缺Mg诱导的ROS和MG产生和积累的增加,从而导致脂质过氧化和质膜完整性的丧失,下部叶和根尤为显著。