冯英明，罗功荣，曲 梅，玄祖迎，李学文，麦靖文，喻 敏*

    (1 佛山科学技术学院国际膜生物学与环境研究中心 / 食品科学与工程学院园艺系，广东佛山 528200；2 佛山市林业科学研究所，广东佛山 528000)

    酸性土壤占全世界潜在可耕地的50%，而铝毒被普遍认为是酸性土壤上限制作物生产的主要因素之一[1-2]。植物在遭受铝离子胁迫的情况下会导致根尖生长受到抑制，而植物在缺硼条件下也会产生影响根尖生长的类似症状，如植物根系变短、根尖明显膨大等[3-4]。细胞壁是植物防御外界环境胁迫影响的第一道屏障，研究表明，细胞壁是铝的主要结合部位，铝进入根系后大部分都会结合在细胞壁上[5-7]。植物细胞壁的组成成分主要是果胶、纤维素以及半纤维素。其中果胶是以D-半乳糖醛酸为主的一类多聚糖混合物，按照提取方法和性质不同可分为螯合态果胶 (果胶1)和碱溶态果胶 (果胶2)[8]，前者与后者相比具有分子量低、甲酯化程度高等特点[9]。半纤维素是位于纤维素和果胶之间的一类含多种糖基的多聚糖混合物，结构复杂，起到连接纤维素和果胶的作用。纤维素则是由葡萄糖组成的大分子多糖混合物，具有化学惰性。研究表明，植物在遭受铝离子胁迫时能够改变植物根尖尤其是伸长区细胞的细胞壁物质组成比例、含量以及细胞壁的结构[10-11]。

    大量研究表明，硼能缓解植物中的铝毒，但机制尚需要进一步明确[12-15]。基于硼在植物体内主要是以硼酸盐多糖络合物的形式与细胞壁结合，而细胞壁是铝的主要结合部位，因此细胞壁结构和组成的改变则成为研究的热点。Matoh[16]研究表明，植物细胞壁果胶上2个鼠李半乳糖醛酸聚糖 (RG-Ⅱ)可以和一个硼分子交联形成硼酸糖二聚体 (RG-Ⅱ-B-RGII或dRG-Ⅱ-B)，由于RG-Ⅱ是共价地插入到高聚半乳糖醛酸链，因此进一步导致了相互交叉连接而形成的果胶网络结构[17-18]。李梅等[19]研究表明，硼处理后会影响果胶对铝的吸附解吸，推测低浓度硼处理后，硼与果胶结合屏蔽了果胶与铝离子的结合位点，是硼缓解植物铝毒的机制之一；但在相对较高浓度范围内，随着硼酸浓度的升高，果胶对铝的吸附量降低到一定程度后，反而不断增加，且最终超过了不加硼处理的吸附量，因此认为硼酸也可以通过增强果胶吸附铝离子的能力，将铝离子固定在细胞壁上，防止铝离子进入细胞内干扰正常的生理生化反应。但在植物细胞壁中，硼对铝的吸附解吸究竟起着什么样的作用？还需要进一步明确。

    因此，为了探究细胞壁组分对铝的吸附解吸特征及硼的影响，基于硼酸和3-硝基苯硼酸 (3-NBA)可以与相邻的两个碳上同侧分别连接着一个羟基的多羟基化合物发生络合 (酯化)反应形成络合物[20] ......