鋁-氟交互作用對(duì)茶樹(shù)的生物學(xué)效應(yīng)

1、鋁-氟交互作用對(duì)茶樹(shù)的生物學(xué)效應(yīng)1、項(xiàng)目研究意義茶樹(shù)是重要的經(jīng)濟(jì)作物，我國(guó)是世界上第二產(chǎn)茶大國(guó)，但目前我國(guó)生產(chǎn)的茶葉品質(zhì)有相當(dāng)數(shù)量不符合國(guó)際市場(chǎng)的需求，尤其是隨著WTO的正式加入，國(guó)際市場(chǎng)設(shè)置的“綠色壁壘”，嚴(yán)重限制了茶葉的外銷(xiāo)，因而未來(lái)我國(guó)茶葉生產(chǎn)的戰(zhàn)略是以提高茶葉品質(zhì)為主攻方向。與茶葉生產(chǎn)發(fā)展戰(zhàn)略不相適應(yīng)的是我國(guó)茶園土壤普遍呈現(xiàn)退化特征，其中酸化的問(wèn)題尤為突出。茶樹(shù)屬喜酸植物，其適宜pH值為5.0-5.5，而在我國(guó)茶園土壤中，pH值低于5.0的茶園約占70%，浙江、江西等省甚至有不少茶園土壤pH 值在3.0以下1。土壤酸化的加劇，使得土壤生態(tài)環(huán)境中活性鋁的溶出增加，雖然有研究2-6表明適量

2、的鋁對(duì)茶樹(shù)的生長(zhǎng)是有利的，但過(guò)量的鋁對(duì)茶樹(shù)同樣有毒害7-10，這對(duì)鋁在茶樹(shù)體內(nèi)的生物功能的研究提出了新的挑戰(zhàn)。茶樹(shù)是一種典型的鋁超積累植物7,11-13 ，鋁對(duì)茶樹(shù)的生物學(xué)效應(yīng)、茶樹(shù)的富鋁特性及其機(jī)理已引起國(guó)內(nèi)外廣泛的關(guān)注2-17。目前對(duì)于茶樹(shù)耐鋁機(jī)制有多種解釋?zhuān)喝绮铇?shù)可以通過(guò)細(xì)胞液泡的分隔化作用、細(xì)胞溶質(zhì)的螯合作用、細(xì)胞壁對(duì)鋁的固定作用等多種方式降低其在體內(nèi)的鋁的活性，從而達(dá)到解毒作用18；鋁具有“磷泵”的作用，與磷以摩爾比為1：1的Al-P絡(luò)合物形式一同被茶樹(shù)吸收5；還有人認(rèn)為茶樹(shù)的耐酸鋁特性可能與其低鈣營(yíng)養(yǎng)有關(guān)8。但這些機(jī)理大都處于推測(cè)之中，許多內(nèi)容還有爭(zhēng)議，都有待于全面系統(tǒng)的研究。同時(shí)

3、茶樹(shù)還是一種聚氟植物16,19-20，在茶樹(shù)一芽二葉新梢和成熟葉中的氟含量分別可達(dá)100-300 mg / kg和1000 mg / kg以上14，但目前有關(guān)茶樹(shù)聚氟對(duì)其生理代謝及茶葉內(nèi)在品質(zhì)的影響研究甚少，對(duì)其生物學(xué)功能尚不清楚，一些科學(xué)家甚至認(rèn)為氟應(yīng)當(dāng)列為茶樹(shù)的大量元素，但由于還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)的缺素癥，茶樹(shù)富集氟可能是其在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，基因時(shí)空表達(dá)的結(jié)果18。植物體內(nèi)各元素的豐缺狀況及其相互平衡的程度，是影響其生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，茶樹(shù)既超積累鋁，又聚集大量的氟，但關(guān)于鋁、氟的共同存在對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)的影響以及二者之間的交互效應(yīng)至今未見(jiàn)報(bào)道。本課題在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究鋁、氟交互

4、作用下茶園土壤-茶樹(shù)系統(tǒng)中鋁、氟的遷移積累規(guī)律及其生態(tài)效應(yīng)，闡明鋁、氟在土壤-茶樹(shù)系統(tǒng)中的遷移規(guī)律、富集動(dòng)態(tài)及其交互效應(yīng)，鋁、氟及其交互作用對(duì)茶葉的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特性和茶葉品質(zhì)、茶樹(shù)根系及根際微生態(tài)的影響規(guī)律，從而明確茶樹(shù)的耐鋁、氟范圍，探討茶樹(shù)發(fā)生鋁、氟脅迫的診斷標(biāo)準(zhǔn)，揭示茶樹(shù)超積累鋁和富集氟及耐鋁的生理和營(yíng)養(yǎng)機(jī)理，為茶樹(shù)超積累鋁及耐鋁機(jī)理的研究提供新的資料，為有效地調(diào)控茶葉中鋁、氟含量，茶園優(yōu)化管理和茶葉的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供理論依據(jù)。與浙江省科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)聯(lián)點(diǎn)：浙江省自然科學(xué)基金委將我省環(huán)境中典型持久性有毒物質(zhì)的濃度水平、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等區(qū)域環(huán)境過(guò)程，典型持久性有毒物質(zhì)的生物生態(tài)效

5、應(yīng)及其控制原理作為重點(diǎn)資助方向。浙江是我國(guó)受酸雨危害較為嚴(yán)重的地區(qū)21，2003年酸雨出現(xiàn)頻率達(dá)84%以上，土壤的酸度逐年加大，土壤酸性增強(qiáng)所引起的強(qiáng)烈富鋁化作用導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降甚至顆粒無(wú)收的現(xiàn)象屢見(jiàn)報(bào)道，鋁毒害已成為我省酸性土壤中農(nóng)作物生長(zhǎng)的最主要限制因素。茶園土壤酸化的日趨嚴(yán)重22，活性鋁溶出的加劇，對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)的潛在影響也不容忽視。因此，本項(xiàng)目的研究符合基金委的資助方向。 浙江是我國(guó)的產(chǎn)茶大省，更是茶葉出口大省，是全球最大的綠茶生產(chǎn)、加工、出口基地。茶葉也是我省的農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和出口優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品，在全省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、農(nóng)民收入和出口創(chuàng)匯中占有重要地位。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快和市場(chǎng)的全面

6、開(kāi)放，尤其是當(dāng)前國(guó)際茶業(yè)貿(mào)易綠色壁壘傾向的凸現(xiàn)，我省茶葉生產(chǎn)的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，2000年以來(lái)我省對(duì)歐盟茶葉的出口量已開(kāi)始明顯萎縮，2002年對(duì)歐盟出口僅有0.22萬(wàn)噸，比上年同期下降40.9%，其關(guān)鍵原因是茶葉品質(zhì)達(dá)不到要求。針對(duì)國(guó)際上日益森嚴(yán)的綠色壁壘制度的相繼出臺(tái)，我省將工作重心從增加茶葉產(chǎn)量轉(zhuǎn)到了全面提高質(zhì)量上來(lái)，指出要把茶業(yè)作為我省效益農(nóng)業(yè)的重中之重，在浙茶“十五”規(guī)劃中提出要以科技為依托，以效益為中心，以?xún)?yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量為重點(diǎn)推進(jìn)茶葉產(chǎn)業(yè)化與可持續(xù)發(fā)展，因此，通過(guò)本項(xiàng)目的研究將為提高茶葉栽培技術(shù)和全面提升茶葉品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考，對(duì)實(shí)現(xiàn)我省茶葉增效、茶農(nóng)增收、茶業(yè)可持續(xù)發(fā)展具

7、有一定的現(xiàn)實(shí)意義。2、項(xiàng)目研究目標(biāo)及與申請(qǐng)者研究工作長(zhǎng)期目標(biāo)的關(guān)系研究目標(biāo)闡明鋁、氟及其交互作用下，鋁、氟在土壤-茶樹(shù)系統(tǒng)中的遷移和累積及及其生物生態(tài)學(xué)效應(yīng)的研究，茶樹(shù)生理特性、品質(zhì)及抗逆性的變化規(guī)律，鋁、氟交互作用對(duì)茶樹(shù)體內(nèi)礦質(zhì)元素吸收與分布的影響，明確茶樹(shù)的耐鋁、氟范圍和發(fā)生鋁、氟脅迫的診斷標(biāo)準(zhǔn)，為揭示茶樹(shù)超積累鋁和富集氟的機(jī)理的研究提供新的資料，為有效地調(diào)控茶葉中鋁、氟含量，以及在酸性富鋁土壤上制定科學(xué)的栽培技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)茶葉的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。與申請(qǐng)者研究工作長(zhǎng)期目標(biāo)的關(guān)系：隨著酸雨危害的加劇，酸化土壤活性鋁的不斷溶出，鋁毒已成為酸性土壤中抑制作物生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)提高的嚴(yán)重瓶頸，申請(qǐng)

8、者及課題主要成員近年來(lái)一直致力于植物鋁脅迫及耐鋁的營(yíng)養(yǎng)與生理生化機(jī)理研究，而揭示植物耐鋁機(jī)理是使抗鋁特性在受損生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的實(shí)際應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)的重要基礎(chǔ)，針對(duì)茶樹(shù)超積累鋁同時(shí)又富集氟的獨(dú)特性，本項(xiàng)目提出從鋁、氟的交互效應(yīng)來(lái)探討茶樹(shù)的耐鋁和超積累機(jī)理，以及鋁、氟交互作用對(duì)茶樹(shù)的生物學(xué)效應(yīng)，是申請(qǐng)者一直以來(lái)研究經(jīng)驗(yàn)的積淀，更是申請(qǐng)者長(zhǎng)期研究目標(biāo)的進(jìn)一步體現(xiàn)。3、項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容，研究方案和進(jìn)度安排主要研究?jī)?nèi)容：1) 鋁、氟及其交互作用下，鋁、氟在土壤-茶樹(shù)系統(tǒng)中的遷移和累積規(guī)律2) 鋁、氟交互作用對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)、生理代謝和茶葉品質(zhì)的影響3) 鋁、氟在茶樹(shù)體內(nèi)的運(yùn)輸和賦存形態(tài)研究思路：以耐鋁性不同的茶樹(shù)品種

9、為研究材料，采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)和盆栽試驗(yàn)，分別利用高效液相色譜、等離子發(fā)射光譜、毛細(xì)管電泳儀、核磁共振等精密分析測(cè)試儀器及相關(guān)技術(shù)，并結(jié)合不同區(qū)域特征茶場(chǎng)的實(shí)地調(diào)查，研究鋁、氟及其交互作用對(duì)茶樹(shù)的生物生態(tài)效應(yīng)。研究I 茶園土壤-茶樹(shù)系統(tǒng)中Al、F遷移與積累的交互效應(yīng)在浙江金華、蘭溪、杭州等地選取各種區(qū)域特征的茶場(chǎng)：自然生態(tài)環(huán)境良好（沒(méi)有氟污染）、有一定氟污染（離磚瓦廠、螢石礦或水泥廠500-1000米）和氟污染較嚴(yán)重（磚瓦廠、螢石礦或水泥廠等氟源附近20-50米）的酸性紅壤茶園（Al活化較嚴(yán)重）以及不同土壤類(lèi)型的茶園作為調(diào)查對(duì)象，分別于不同季節(jié)（春茶4月、夏茶7月）取0-40cm土層土樣測(cè)定其總A

10、l及活性Al、總F及水溶性F含量；取相應(yīng)茶場(chǎng)中不同品種茶樹(shù)的新梢和成熟老葉，經(jīng)處理后測(cè)定其Al、F的含量，以了解環(huán)境Al、F污染與遷移同茶葉富集Al、F之間的相互關(guān)系。研究II Al、F交互作用對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)、生理代謝和茶葉品質(zhì)的影響采用土培盆栽方法，供試土壤為酸性紅壤，Al和F各設(shè)4個(gè)處理水平，Al F共16個(gè)處理，并設(shè)置必要的重復(fù)。II-1 對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)的影響在處理后不同時(shí)期分別采摘新梢一芽二葉測(cè)定株高、葉面積、一芽二葉展開(kāi)率、新梢密度、百芽重等農(nóng)藝性狀指標(biāo)，葉綠素含量和光合強(qiáng)度、呼吸強(qiáng)度，采用等離子發(fā)射光譜測(cè)定各器官中主要礦質(zhì)元素含量。II-2 對(duì)茶樹(shù)生理代謝及根際微生態(tài)的影響在處理后不同時(shí)期

11、分別測(cè)定茶樹(shù)莖和葉中：與抗逆性有關(guān)的酶、氮代謝相關(guān)酶、生長(zhǎng)素氧化相關(guān)酶、與根系吸收和代謝相關(guān)重要酶的活性，脂質(zhì)過(guò)氧化水平，根系形態(tài)和生理；根際土壤微生物區(qū)系組成、微生物量C、基礎(chǔ)呼吸作用、代謝熵，根際土壤中各種酶的活性。II-3 對(duì)茶葉品質(zhì)的影響利用高效液相色譜及常規(guī)方法分析茶鮮葉中茶多酚、兒茶素、可溶性糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、咖啡堿、水浸出物、淀粉等與內(nèi)在品質(zhì)密切相關(guān)的生化成分。研究III Al、F交互作用下Al、F在茶樹(shù)體內(nèi)的積累及分布采用Hoagland營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)法，Al和F各設(shè)4個(gè)處理水平，Al F共16個(gè)處理，并設(shè)置必要的重復(fù)。在不同時(shí)期取茶樹(shù)不同器官：一芽二葉新梢、莖（生產(chǎn)枝）、吸收根

12、、主根，以及不同葉位茶葉：芽下第一葉、第二葉、第三葉、第四葉、第五葉、第六葉，用氟離子選擇電極法測(cè)定F含量，用等離子發(fā)射光譜法測(cè)定Al的含量，研究Al、F在茶樹(shù)體內(nèi)的富集動(dòng)態(tài)及其規(guī)律，探討二者之間的內(nèi)在聯(lián)系。研究IV Al、F交互作用下Al、F在茶樹(shù)體內(nèi)的運(yùn)輸和賦存形態(tài)處理：長(zhǎng)勢(shì)一致的茶苗在鋁、氟交互處理的營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)，不同時(shí)期取傷流液、葉汁液和根、莖、葉的組織進(jìn)行分析。測(cè)定項(xiàng)目：1.可溶性蛋白質(zhì)含量及組成（重點(diǎn)檢測(cè)植物螯合肽和類(lèi)金屬硫蛋白）；2.有機(jī)酸的含量及組成；3.游離氨基酸的含量；4.鋁和氟在根、莖、葉中的賦存形態(tài)。分析方法和技術(shù)：植物螯合肽先用Sephadex G-50柱層析初步分離

13、，再用毛細(xì)管電泳儀分析。有機(jī)酸和氨基酸用毛細(xì)管電泳儀分析。鋁、氟形態(tài)鋁形態(tài)先用高效液相色譜濃縮提取，再用27Al NMR和19F NMR分析。技術(shù)路線：Al、F交互處理耐鋁性不同的茶樹(shù)品種營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)試驗(yàn)不同區(qū)域特征茶場(chǎng)和多個(gè)茶樣土 培 試 驗(yàn)農(nóng)藝性狀，礦質(zhì)元素吸收分布，品質(zhì)成分分析抗逆性生理、根系生理、根際微生態(tài)特征不同時(shí)期不同器官及葉位Al、F含量各器官中Al、F的形態(tài)土壤總Al及活性Al、總F及水溶性F含量Al、F交互作用對(duì)茶樹(shù)生育特性、生理代謝、茶葉品質(zhì)的影響鋁、氟在茶樹(shù)體內(nèi)的運(yùn)輸和賦存形態(tài)Al、F交互作用下茶樹(shù)體內(nèi)Al、F的含量、形態(tài)及分布規(guī)律Al、F交互作用對(duì)茶樹(shù)的生物生態(tài)效應(yīng)關(guān)鍵技

14、術(shù)用27Al NMR和19F NMR分析鑒定鋁、氟在茶樹(shù)體內(nèi)的存在形態(tài)和運(yùn)輸形式。研究進(jìn)度安排：2006年1月2006年12月 試驗(yàn)材料的準(zhǔn)備，完成研究I 和研究II的工作 2007年1月2007年12月 完成研究III、IV的工作，及全部研究工作的總結(jié)，整理撰寫(xiě)論文4、項(xiàng)目創(chuàng)新之處國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：近年來(lái)，國(guó)際上對(duì)超積累植物的吸收、運(yùn)輸、積累和耐性機(jī)理及利用這類(lèi)植物對(duì)受損生態(tài)環(huán)境進(jìn)行植物修復(fù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。茶樹(shù)作為超積累鋁的植物，其耐鋁機(jī)理的研究引起了不少學(xué)者的注意13, 17, 18, 23。研究茶樹(shù)體內(nèi)鋁的運(yùn)輸和賦存形態(tài)是研究其耐鋁和超積累鋁機(jī)理的主要途徑，但由于植物體內(nèi)鋁存在形態(tài)的復(fù)雜

15、性，以及鋁提取和分析時(shí)形態(tài)的易變性，嚴(yán)重阻礙了其研究進(jìn)展和機(jī)理的深入17。核磁共振法分析植物體內(nèi)鋁的形態(tài)17,24-27具有直接性和非破壞性的優(yōu)點(diǎn)，因此，該方法在植物中的成功運(yùn)用和不斷完善可望推動(dòng)植物耐鋁和超積累鋁機(jī)理的研究。雖然目前還未確立鋁對(duì)茶樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育是否是必需的元素之一，但大量研究表明，適量的鋁可以促進(jìn)茶樹(shù)的生長(zhǎng)、根系的生育和茶樹(shù)對(duì)一些元素的吸收3,4，鋁對(duì)茶葉的品質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生一定的影響2,5,6，與此同時(shí)過(guò)量的鋁對(duì)茶樹(shù)同樣有毒害，對(duì)茶樹(shù)的生長(zhǎng)和品質(zhì)都有較大的影響7-10。目前有關(guān)鋁對(duì)茶樹(shù)根際微生態(tài)、植物生理代謝過(guò)程的影響，進(jìn)而影響茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)的研究報(bào)道較少。茶葉雖富鋁，先前多數(shù)研

16、究也認(rèn)為茶葉的高鋁不會(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)影響，但近年來(lái)的研究28-33發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)鋁過(guò)量產(chǎn)生的神經(jīng)毒性和老年癡呆癥可能與飲茶積累鋁有關(guān)。另一方面，雖然氟是人體必需的元素，但長(zhǎng)期大量飲用含氟高的茶葉，也會(huì)造成人體氟中毒34-35。茶樹(shù)既超積累鋁，又聚集大量的氟，這二者之間的內(nèi)在聯(lián)系對(duì)于揭示茶樹(shù)的耐鋁和富集氟的特性有重要的作用。有研究表明16,36，在茶園土壤中，大量的鋁與氟以F-Al絡(luò)合物的形式存在，鋁氟含量有一定的相關(guān)性。對(duì)多個(gè)茶樣的研究發(fā)現(xiàn)14,16,37，茶葉中鋁、氟的平均含量在統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著相關(guān)，在同一茶樹(shù)上相關(guān)性更加明顯（值近于1），另外，茶樹(shù)不同器官的含氟量差異很大，但鋁氟比值卻十分接近。通

17、過(guò)對(duì)茶葉中鋁賦存形態(tài)的研究也發(fā)現(xiàn)了F-Al絡(luò)合物的存在16-17,26，因此，有人推測(cè)鋁、氟按一定比例以絡(luò)合物形式被吸收并在茶樹(shù)體內(nèi)運(yùn)輸。至今有關(guān)鋁、氟在土壤及植物體內(nèi)的交互效應(yīng)研究報(bào)道較少，尤其在茶樹(shù)體內(nèi)的相關(guān)研究極少，僅限于對(duì)現(xiàn)有茶園土壤-茶樹(shù)系統(tǒng)中鋁、氟含量及分布的調(diào)查16,27,36。因此，研究茶樹(shù)體內(nèi)鋁氟的交互作用，探討二者在茶樹(shù)體內(nèi)代謝中的作用和過(guò)程，將為探明茶樹(shù)嗜鋁、耐鋁的內(nèi)在機(jī)理及氟在茶樹(shù)中的生理功能提供一條新途徑，同時(shí)為進(jìn)一步研究茶樹(shù)中鋁、氟對(duì)人體健康的影響提供科學(xué)依據(jù)。項(xiàng)目創(chuàng)新之處：1. 學(xué)術(shù)思想新：根據(jù)茶樹(shù)既超積累鋁又富集氟的獨(dú)特性，并考慮到鋁和氟在茶樹(shù)體內(nèi)的含量存在一定

18、的比例關(guān)系，首次提出從Al與F對(duì)茶樹(shù)的交互效應(yīng)來(lái)研究探討茶樹(shù)超積累鋁及耐鋁機(jī)理，在學(xué)術(shù)思想上具有一定的創(chuàng)意。2. 研究?jī)?nèi)容新：茶樹(shù)嗜鋁且喜氟，而過(guò)量鋁與氟都對(duì)人體的健康具有不容忽視的危害性，但有關(guān)鋁、氟及其共同作用對(duì)茶樹(shù)的生理生化特征、茶葉內(nèi)在品質(zhì)等的影響，目前國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道。3. 研究技術(shù)新：目前植物體內(nèi)完全成熟的元素形態(tài)分析技術(shù)不多見(jiàn)，而核磁共振（NMR）是一種直接的、非破壞性的分析方法，無(wú)需預(yù)處理，無(wú)污染，具有準(zhǔn)確性和先進(jìn)性。因此本課題采用27Al NMR和19F NMR，對(duì)鋁、氟單體和復(fù)合體均能定性和定量，研究技術(shù)和手段較新穎。5、工作基礎(chǔ)與工作條件研究基礎(chǔ)：申請(qǐng)者已經(jīng)做了扎實(shí)的前期

19、工作，初步進(jìn)行了酸鋁對(duì)茶樹(shù)根系生理和茶葉品質(zhì)的影響研究，摸索出了一些與茶樹(shù)鋁相關(guān)的生理生化特征及其變化規(guī)律，為本項(xiàng)目研究工作的開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課題組成員在用27Al-NMR研究鋁在大豆體內(nèi)賦存形態(tài)和運(yùn)輸形式、用不同的方法比較研究植物體內(nèi)鋁的測(cè)定和大豆不同品種間對(duì)鋁毒的營(yíng)養(yǎng)和生理方面的差異等方面取得了較好結(jié)果，將有助于本項(xiàng)目工作的迅速開(kāi)展。研究支撐條件：申請(qǐng)人所在的實(shí)驗(yàn)室和學(xué)院具有開(kāi)展本項(xiàng)目工作的各項(xiàng)相關(guān)條件。如有Brucker核磁共振儀(Avance 400 MH2)、高速冷凍離心機(jī)、等離子發(fā)射光譜儀、根系分析儀、便隨式光合作用儀、高效液相色譜、毛細(xì)管電泳儀、紫外分光光度計(jì)、高壓滅菌系統(tǒng)

20、、人工智能氣候箱、人工智能生化培養(yǎng)箱等設(shè)備，70 m2的人工氣候室，4000m2的生物園（包括溫室和栽培地），能確保本課題的順利完成。6、預(yù)期研究結(jié)果及其利用研究結(jié)果的計(jì)劃和今后發(fā)展的思路預(yù)期研究結(jié)果：在國(guó)內(nèi)外核心刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文3-5篇，擬闡明：鋁、氟在土壤-茶樹(shù)系統(tǒng)中的遷移規(guī)律、富集動(dòng)態(tài)及其交互效應(yīng)；鋁、氟及其交互作用對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)、生理特性、茶葉品質(zhì)的影響；茶樹(shù)耐鋁、氟范圍及發(fā)生鋁、氟脅迫的診斷標(biāo)準(zhǔn)。 研究結(jié)果的利用：1通過(guò)本課題的研究，闡明茶樹(shù)對(duì)鋁和氟的耐性機(jī)制，為進(jìn)一步揭示其它植物，尤其是重要作物的耐性機(jī)理提供科學(xué)理論依據(jù)，并通過(guò)闡明鋁、氟交互作用的本質(zhì)以及鋁毒與土壤酸化的相互關(guān)系，探

21、討解決土壤酸化問(wèn)題的有效途徑，進(jìn)而探索紅壤地區(qū)鋁毒和氟毒的具體防治措施和步驟，從而在一定程度上緩解鋁毒和氟毒脅迫對(duì)一些重要經(jīng)濟(jì)作物的影響。2與各市縣茶場(chǎng)合作，將研究成果運(yùn)用于茶樹(shù)的栽培、茶園開(kāi)墾以及茶園的平衡施肥，防止茶葉的鋁毒和氟毒危害從而提升茶葉品質(zhì)，以取得生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。今后發(fā)展的思路：1. 通過(guò)本項(xiàng)目的研究將熟練掌握茶葉中Al、F復(fù)合形態(tài)的鑒定與分析技術(shù)，這對(duì)以后本課題組繼續(xù)開(kāi)展茶葉沖泡成茶飲料后其中Al、F形態(tài)及其對(duì)人體健康的影響研究，從而正確評(píng)價(jià)飲茶的安全性打下了較好的基礎(chǔ)。2. 在本項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)上，課題組將進(jìn)一步探索在Al、F及其交互作用下，茶樹(shù)細(xì)胞內(nèi)酶活性升高和特異酶的

22、誘導(dǎo)產(chǎn)生以及其相應(yīng)調(diào)控基因的定位和分離，從而進(jìn)行作物耐鋁性狀的遺傳改良或培育耐鋁作物新品種，使抗鋁特性在鋁毒污染生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。3. 在本課題的研究基礎(chǔ)上，加強(qiáng)與企業(yè)和專(zhuān)業(yè)大戶(hù)合作，針對(duì)相關(guān)技術(shù)在生產(chǎn)中運(yùn)用所出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)一步申請(qǐng)浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目；另一方面，努力提升研究的理論水平，為申報(bào)國(guó)家自然科學(xué)基金打下基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 吳云, 楊劍虹, 魏朝富. 重慶茶園土壤酸化及肥力特征的研究,土壤通報(bào), 2004, 35(6):715-7192 廖萬(wàn)有. 茶生物圈中鋁的生物學(xué)效應(yīng)及其研究展望.福建茶葉,1995,4:13-173 Delhaize E. Uptake on enviro

23、nmental stress: aluminum toxicity and tolerance in plants. Plant Physiol , 1995,107 : 315 3214 Soon Y K. Fractionation of aluminum in acid soils: a review and a proposed procedure. Comm in Soil Sci Plant Anal, 1993, 24 : 1683 17085 黃意歡等. 茶樹(shù)營(yíng)養(yǎng)生理與土壤管理. 長(zhǎng)沙: 湖南科技出版社，1992，87-1396 小西茂毅. 鋁對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)的促進(jìn)作用.1995,

24、茶葉, 21(3):8-227 蔡新. 鋁與茶樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育. 農(nóng)業(yè)與技術(shù), 1998, 4(2):19-218 阮建云, 王國(guó)慶, 石元值. 茶園土壤鋁動(dòng)態(tài)及茶樹(shù)鋁吸收特性, 茶葉科學(xué), 2003, 23:16-209 伍炳華,許允文等. 鋁對(duì)茶樹(shù)根系生長(zhǎng)及氮素營(yíng)養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng).1995,中國(guó)茶葉,2:28-2910李海生,張志權(quán),陳連周. 鋁對(duì)茶幼苗生長(zhǎng)的影響. 廣東教育學(xué)院學(xué)報(bào), 2000, (3):107 11011 Foy C D. Plant adaptation to acid, aluminum toxin soils. Commum Soi Sci Plant Anul. 1998,

25、19:959-98712李海生, 張志權(quán). 茶Camellia sinensis L.對(duì)鋁的吸收與累積研究. 中山大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版), 2002,41(1) :72 -75.13 Matsmoto H, Hirasawa E, Morimura S, Takuhashi E. Localization of aluminum in tea leaves. Plant Cell Physiol., 1976, 17:627-63114 Ruan J and Wong M H . Accumulation of fluoride and aluminium related to differ

26、ent varieties of tea. Environ Geochem Hlth , 2001,23 : 53 - 6315 Ma, J.F. Aluminum tolerance in plants and the complexing role of organic acids. Trends Plant Sci. 2001,6:273-27816 Shu W S, Zhang Z Q, Lan C Y, Wong M H. Fluoride and aluminum concentrations of tea plants and tea products from Sichuan

27、Province, PR China. Chemosphere, 2003, 52: 1475- 148217 Morita A, Horie H, Fujii Y, et al. Chemical forms of aluminum in xylem sap of tea pants. Phytochemistry, 2004, 65:2775-278018 向勤锃, 劉德華. 氟對(duì)人體的作用及茶樹(shù)富氟的研究進(jìn)展與展望. 茶葉通訊, 2002, 2:34-3719 程啟坤, 莊雪嵐. 世界茶葉100年. 上?？萍汲霭嫔? 1995, 600-61120 馬立峰, 阮建云, 石元值等. 茶樹(shù)氟

28、積累特性研究, 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2004,16(2):96-8621 邢延銑. 酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其對(duì)策. 土壤與環(huán)境. 2002, 11(1):98-10022 廖萬(wàn)有. 我國(guó)茶園土壤的酸化及其防治. 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù), 1998, 17(4): 178-18023謝正苗, 黃銘洪, 葉志鴻. 鋁超積累植物和鋁排斥植物吸收和累積鋁的機(jī)理. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2002, 22(10):1653-165924 Ma J F, Hiradate S. Form of aluminum for uptake and translocation in buckwheat. Planta, 2000, 211

29、:355-36025 Watanabe T, Osaki M. Influence of aluminum and phosphorus on growth and xylem sap composition in Melastoma malabothricum L. Plant Soil, 2001, 237:63-7026 Tong J. The study of aluminum state in tea-water by 27-AlNMR spectroscopic method. , 1995, 37:827-83227 Nagata T, Hayatsu M, Kosuge N.

30、Aluminum kinetics in the tea plant using 27Al and 19F NMR. Phytochemistry. 1993, 32: 771-77528 Wong M H, Fung K F, Carr H P. Aluminum and fluoride contents of tea with emphasis on brick tea and their health implications. Toxicol Lett, 2003, 137:111-12029 Guy B. Aluminum speciation in relation to alu