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

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pH5.5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.