鋁對馬尾松菌根化幼苗抗逆生理和根尖細胞超微結構的影響

劉海燕，李快芬，陳后英，丁貴杰＊

(1. 貴州大學貴州省森林資源與環境研究中心/貴州省高原山地林木培育重點實驗室/林學院，貴州 貴陽 550025；2. 貴州省植物園，貴州 貴陽 550004；3. 貴州省國有龍里林場，貴州 黔南 558000；4. 國家林業和草原局西南喀斯特山地生物多樣性保護重點實驗室，貴州 貴陽 550004)

馬尾松(Pinus massonianaLamb.)作為我國亞熱帶特有樹種，具有分布廣、速生、豐產、適生能力較強等優良特性，是我國南方最主要工業用材樹種之一，種植面積約占2/3 以上[1]，同時也是典型的先鋒樹種和外生菌根樹種[2]。由于酸沉降、馬尾松自身凋落物和根系分泌物的作用使得馬尾松林地土壤酸化嚴重，并隨連栽代數的增加而酸化增強[3]。我國南方馬尾松林土壤心土層pH 值一般小于4.5，交換性鋁含量很高[4]，因而馬尾松常表現出中等以上程度的受害，甚至枯死，進而導致林地生態功能失調，水土保持功能下降。20 世紀80 年代，由于鋁毒作用導致我國南方酸雨地區發生了馬尾松林衰亡現象[5]。已有大量研究表明，真菌和植物根系形成的共生體——菌根，不僅能促進植物的生長，還能通過外延菌絲擴大植物根系的吸收面積，增強植物對營養和水分的攝取能力，從而提升宿主對干旱脅迫、鹽分脅迫、低磷脅迫、重金屬毒害等的耐受性[6-10]。菌根化育苗造林必將成為林業生態工程綜合治理的重要前沿技術途徑。而且，在自然界也存在既耐鋁又耐貧瘠的優良菌株，如彩色豆馬勃(Pisolithus tinctorius)[11]，篩選更多的優良本土菌株，研究其提高寄主植物耐鋁機制對退化森林的恢復具有重要意義。

松屬植物（包括馬尾松）是各種外生菌根真菌的天然宿主[12-13]。馬尾松可與約 36 種外生菌根真菌形成菌根，其中，以牛肝菌科（Boletaceace）和紅菇科（Russulaceae）的真菌占優勢[14]。接種外生菌根真菌，可以提高馬尾松在酸性土壤中的生存能力和耐鋁性，是因為外生菌根真菌可以將重金屬元素吸附、固定并積聚在菌根菌絲等部位，限制其向植物體內運輸，也可以通過菌套和哈蒂氏網等菌根結構吸收過濾有毒物質[15]。而且菌根分泌的有機酸降低了活性鋁含量，菌根還可以促進土壤中難溶養分的溶解，促進植物對土壤養分的吸收[4,9,16]。陳展等[17]也發現，模擬酸雨處理下接種外生菌根真菌的馬尾松幼苗根系中Al 含量下降，抵消了酸雨脅迫對馬尾松的影響。 接種褐環乳牛肝菌（Suillus luteus）的馬尾松幼苗，還改變了馬尾松幼苗根系結構從而提高了馬尾松幼苗的耐鋁能力[18]。

植物根系細胞壁是與鋁接觸的最初部位，鋁在根尖細胞壁上的積累是鋁對植物根尖產生毒害的先決條件[19]。鋁與細胞結合后，會影響一系列的細胞過程，如影響細胞壁酶活性[20]、營養物質交換[21]、細胞器損傷[22]、降低細胞延展性[23]等。目前，關于鋁的亞細胞定位仍然是以推測性的為主[21,23]，而鋁在馬尾松菌根細胞的亞細胞定位還未見報道。因此，本試驗利用前期篩選出的優良外生菌根真菌褐環乳牛肝菌接種馬尾松幼苗，采用砂培盆栽澆鋁法，分別設置4 個Al3+濃度梯度處理，通過比較研究馬尾松菌根/非菌根幼苗的生理、根尖細胞超微結構的變化以及Al 的亞細胞分布，分析菌根化苗木對鋁的響應及其提高寄主植物耐鋁性的可能機理，為外生菌根真菌在提高寄主植物抗逆性和育苗造林應用等方面提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選取的外生菌根真菌褐環乳牛肝菌Suillus luteus（SL）采自貴州省龍里林場馬尾松人工純林（107°00'37″ E，26°28'01″ N），菌株保存于貴州省森林資源與環境中心微生物實驗室。馬尾松種子采自貴州省都勻市馬鞍山林場國家馬尾松良種基地的優良半同胞家系黃12 單株，千粒質量為11.1 g。

1.2 試驗設計

以接種褐環乳牛肝菌的馬尾松半年生苗為試驗組（SL），未接種褐環乳牛肝菌的馬尾松半年生苗為對照組（NE）。采用砂培盆栽，石英砂經漂洗、在高壓滅菌鍋內(壓力0.14 MPa，121 ℃ ) 連續滅菌2 h 后，裝入營養缽(口底高：21 cm × 15 cm × 18.5 cm) 備用。選取生長基本一致的半年生馬尾松幼苗移栽至盆內，每盆3 株，先正常生長2 周后，用1/2 Hoagland 營養液預培養2 周后，再開始進行不同外源鋁濃度處理。試驗采用雙因素完全隨機區組設計，因素1 設接菌（SL）和未接菌（NE）2 個處理，因素2 為鋁離子濃度，設4 個水平（pH 4.1 ± 0.1），分別為：0（無鋁SL0、NE0）、0.2（低鋁SL02、NE02）、0.4（中鋁SL04、NE04）和0.8（高鋁SL08、NE08）mmol·L-1。鋁以AlCl3形式加入Hoagland 完全營養液；用0.1 mol·L-1的稀HCl 和NaOH 調節pH 值，為了保持鋁的活性，在營養液中同時加入0.5 mmol·L-1CaCl2，以避免鋁離子與溶液中其它離子的相互作用。每周澆處理液1 次。實驗設3 次重復，每個重復15 株。

處理60 d 后，每處理隨機取樣 20 株，輕輕抖掉根系表面石英砂，流水沖掉根部附著石英砂，超純水清洗，選取新鮮混合根樣用于抗氧化酶活性和MDA 含量測定。將馬尾松根先端0～20 mm 部分用刀片迅速切下，分別用于根先端亞細胞組分Al 含量測定和組織染色，取根尖0～4 mm 用于根尖細胞超微結構觀測。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 抗氧化酶活性和MDA 含量測定 分別選取不同處理馬尾松幼苗根系鮮樣0.1 g，使用蘇州科銘生物技術有限公司試劑盒測定超氧化物歧化酶(SOD) 、過氧化物酶(POD) 、過氧化氫酶(CAT)活性和丙二醛（MDA）含量。

1.3.2 根尖及亞細胞組分Al 含量的測定 根尖Al 含量的測定：分別稱取不同處理的烘干植物根樣0.3 g 左右于消解管中，向管內加入10 mL 優級純濃硝酸，不時振搖，直至無氣泡；蓋上管蓋，浸泡過夜12 h；打開管蓋，置于全自動微波消解儀，按以下升溫梯度消解：80 ℃加熱40 min，130 ℃加熱60 min，165 ℃趕酸至管內液體約1 mL。冷卻至室溫，用超純水定容至50 mL，待測。用等離子發射光譜儀 Prodigy XP 在波長308.21 nm 垂直觀測。

亞細胞組分Al 含量的測定：參考于姣妲等[21]的方法，采用差速離心法分離不同的細胞組分，依次得到細胞壁組分（F1）、細胞核組分（F2）、線粒體組分（F3）和以液泡為主的含核糖體的可溶組分（F4），全部操作在4 ℃下進行。參照LY/T 1 270-1999《森林植物與森林枯枝落葉層全硅、鐵、鋁、鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫、錳、銅、鋅的測定》，采用分光光度法測定各組分Al 含量。

1.3.3 組織染色和顯微觀察 參考余燕[24]的方法采用氯化硝基四氮唑藍（NBT）染色、3,3'-二氨基聯苯胺（3,3'-diaminobenzidian，DAB）、熒光探針2',7'-二氯熒光黃雙乙酸鹽（DCFH-DA；Beyotime， Jiangsu， China） 和 Schiff’ s reagent（Sigma-Aldrich）試劑分別對根尖染色，并在智能型體視熒光顯微鏡（M205FA，德國萊卡）下觀察O2·-、H2O2、ROS 和MDA 的分布。

1.3.4 透射電鏡觀察 鋁處理第60 d，分別采集不同處理的新鮮根尖材料，迅速投進 2.5%戊二醛（0.1 mol·L-1PBS 配制，pH 值7.0）的固定液里，抽氣使材料沉底，在4 ℃冰箱里固定24 h 后取出。再經漂洗、再固定、梯度脫水后滲透包埋，樣品固化后使用萊卡 EMUC7 超薄切片儀修塊、切片（50～70 nm），3% 醋酸鈾-枸櫞酸鉛雙染色。使用透射電鏡 JEOL JEM-1 230（80KV）觀察并拍片。

以上數據分析處理及圖表在SPSS21.0 和Excel 表格中完成。

2 結果分析

2.1 不同外源Al3+水平對根系抗氧化酶活性和ROS 產生的影響

隨鋁濃度的升高，菌根和非菌根苗根系SOD、CAT 活性均呈總體上升趨勢，POD 活性則呈先降低后升高趨勢（圖1），且未接菌NE 組的抗氧化酶活性均高于接菌組，表明隨著鋁濃度的提升，根系抗氧化酶活性增強，并且，未接菌NE 組受到鋁的影響程度更大，接種SL在一定程度上緩解了鋁毒害。其中，未接菌NE 組在高鋁（0.8 mmol·L-1）水平時SOD 活性最高，達到201.14 U·g-1，且顯著高于其他處理（P＜0.05），其他各處理間差異不顯著。CAT 活性隨鋁濃度的提高呈上升趨勢，在未接菌NE 組中，高鋁和中鋁（0.4 mmol·L-1）水平下的CAT 活性與無鋁比差異顯著，低鋁（0.2 mmol·L-1）與無鋁比差異不顯著，接菌的SL組內，高鋁和中鋁水平下CAT 活性與無鋁比差異顯著，低鋁與無鋁比差異不顯著。接菌和未接菌組的POD 活性均在低鋁水平時最低，但與無鋁比差異不顯著，中鋁與無鋁比差異不顯著，高鋁水平下的POD 活性顯著高于無鋁，且在同一鋁濃度下，接菌組的POD 均低于未接菌組。

圖1 不同Al3+水平對馬尾松根系抗氧化酶活性的影響Fig. 1 Effects on antioxidant enzyme activity in the root of Pinus massoniana seedlings at different aluminum levels

從組織染色（圖2）也可以看出，馬尾松未接菌NE 組根尖DAB、NBT 染色深度和DCHFDA 熒光強度均隨著鋁濃度的升高而逐漸加深，且各鋁處理也使得根尖膨大、變粗、彎曲，表現出明顯的鋁毒害癥狀。而接菌SL組的各項染色均不明顯，表明接菌后根尖的H2O2、O2·-及總活性氧ROS 積累的含量不高，明顯低于NE 組，且各鋁濃度間差異也不明顯。

圖2 不同Al3+水平對馬尾松根尖H2O2、O2·-和ROS 的影響Fig. 2 Effect on H2O2、O2·- and ROS production in the root tips of seedlings at different aluminum levels

2.2 不同外源Al3+水平對根系MDA 的影響

丙二醛（MDA）是表征植物細胞膜脂過氧化程度的重要指標。從圖3a 可以看出，隨著外源鋁濃度的升高，未接菌NE 組的MDA 含量呈逐漸上升趨勢，在高鋁（0.8 mmol·L-1）水平時含量最高，達5.10 nmol·g-1。接菌SL組的MDA 含量呈現先降低后升高的趨勢，在低鋁（0.2 mmol·L-1）水平時MDA 含量最低，為3.50 nmol·g-1。并且與無鋁處理相比，從低鋁到高鋁，未接菌組MDA 的增幅均大于接菌組，表明接菌苗緩解了根系細胞的膜脂過氧化程度，降低了鋁對馬尾松幼苗根尖的毒害作用。從Schiff’s reagent 染色（圖3b）的根尖也可以看出，隨著鋁濃度的升高，未接菌NE 組的根尖染色均有不同程度的加深，表明鋁處理加劇了馬尾松幼苗根系膜脂過氧化程度。而接菌SL組的染色不明顯，外源Al3+對菌根的膜脂過氧化程度影響較小。

圖3 不同Al3+水平對菌根/非菌根幼苗根系MDA 含量的影響Fig. 3 Effect on MDA content in the root of inoculated and non inoculatedseedlings at different aluminum levels

2.3 不同外源Al3+水平下根尖細胞超微結構變化

在馬尾松未接菌NE 組中（圖4A～D），在無鋁和低鋁（0.2 mmol·L-1）水平下，根尖細胞排列緊密，細胞核、核仁、線粒體、液泡和都清晰可見，在無鋁處理中還觀察到淀粉粒，液泡較大且多；在低鋁時，液泡則變得少且小，線粒體數量明顯增加，且膨大變圓，核仁膨大。隨著外源Al3+濃度的增加，在中鋁（0.4 mmol·L-1）時，細胞壁明顯增厚，細胞內液泡、細胞核等細胞器的膜結構遭到嚴重破壞，細胞空泡化現象十分嚴重，線粒體被擠壓堆積在一側，細胞核核質散入細胞質中。到高鋁（0.8 mmol·L-1）時，細胞間隙增大，局部胞間層出現空隙，除細胞內各細胞器遭到嚴重破壞外，由于大量鋁離子的進入而出現大面積黑色斑塊。在接菌SL組（圖4E～H），無鋁處理的根尖邊緣細胞較小，由于菌絲侵入皮層細胞間，形成哈蒂氏網，因此胞間層較厚且顏色較深。低鋁時，根尖細胞內液泡增多且小，細胞核、核仁、線粒體等均清晰可見，線粒體結構完整。中鋁時，細胞內線粒體膨大變圓，同時，由于鋁不斷向液泡轉運，并在液泡中沉淀為黑色不溶顆粒，使液泡內顏色變深，直至結構遭到破壞，細胞質顏色變深。細胞核遭到破壞固縮，核物質凝聚，核膜不清晰，核仁膨大，有解體趨勢。高鋁時，液泡明顯增大增多，細胞壁局部遭到破壞，發生了明顯的質壁分離，線粒體數量進一步增加，細胞核膜被破壞，細胞核形狀不規則化，核仁解散消失，核內染色質凝集。

圖4 不同Al3+水平對菌根/非菌根幼苗根尖細胞超微結構的影響Fig. 4 Effects on ultrastructure of inoculated and non inoculated seedlings at different aluminum levels

2.4 鋁在馬尾松根尖的積累及其亞細胞分布

如圖5 所示，在馬尾松幼苗根尖中，隨著外源Al3+濃度的提高，SL和NE 組的根尖鋁含量均呈上升趨勢，同一鋁濃度，SL組的根系鋁含量都高于NE 組。低鋁下，菌根苗根尖吸收的鋁含量顯著高于非菌根苗，高出33.44%，中鋁水平下，菌根苗根尖吸收的鋁含量也高于非菌根苗，但差異不顯著，到高鋁時，菌根苗吸收的鋁含量又顯著高于非菌根苗，高出38.55%。表明接種褐環乳牛肝菌能夠顯著提高馬尾松根系吸收鋁的能力。

圖5 不同Al3+水平下未接菌/接菌幼苗根尖鋁含量Fig. 5 Aluminium content in the root of inoculated and non-inoculated seedlings at different aluminum levels

從根尖亞細胞組分的鋁含量結果（表1） 可以看出，不同外源Al3+濃度處理下，鋁在馬尾松幼苗根尖的細胞壁組分(F1) 中含量最高，有鋁處理時，平均鋁含量在240.89～451.72 mg·kg-1之間，在線粒體組分(F3) 中分布最少，表明鋁在馬尾松幼苗根系內主要分布在細胞壁，這可能是由于細胞壁對鋁的滯留作用強，而使得其在線粒體內分布較少，而且由于菌根的吸附作用，使菌根苗的細胞壁吸收的鋁更多。隨Al3+濃度升高，鋁在細胞壁組分(F1) 、細胞核組分(F2)和線粒體組分(F3)中富集均呈上升趨勢，但在未接菌NE 組中，鋁在以液泡為主的可溶性組分(F4) 中的含量隨鋁濃度的升高反而減少，這可能是由于在高濃度的鋁處理下，NE 組的細胞核膜被破壞，核仁解體，染色質溶解在胞質中，在提取細胞核組分時，大部分的鋁被提取至細胞核(F2)組分，而使可溶性組分中的鋁含量下降。結果表明，鋁脅迫使得馬尾松幼苗根系將大部分鋁吸附在細胞壁上，隨著外源Al3+濃度的升高，馬尾松幼苗根系亞細胞組分對鋁的吸收總體呈增加趨勢，隨著鋁脅迫的加強，由于細胞器受損，亞細胞組分中鋁含量出現動態變化。

表1 不同Al3+水平下馬尾松幼苗根尖Al 亞細胞組分分布Table 1 The distribution of Al in subcellular components in the root tips of Pinus massoniana seedlings at different aluminum levels

從鋁在根尖亞細胞組分的分布（圖6）可以看出，接菌和未接菌組在不同鋁濃度處理下，鋁的亞細胞分布的比例總體差異不大，其中，細胞壁(F1)吸附的鋁占據的比例最大，接菌SL組細胞壁(F1)所占比例在45.95%～59.98%之間，明顯高于未接菌NE 組。同時，SL組的細胞核組分(F2)和線粒體組分(F3)中所占比例則低于NE 組。SL組的可溶性組分所占比在10.25%～20.80%之間，NE 組所占比例8.77%～27.35%之間，差異較大，這可能與細胞器的結構破壞而導致的分布失調有很大關系。

圖6 鋁在根尖中的亞細胞分布Fig. 6 Subcellular distribution of aluminum in root tips

3 討論

3.1 不同外源Al3+水平下馬尾松根系的氧化應激響應

本研究中，隨著鋁脅迫的增強，馬尾松根系吸附的Al3+含量增加，根系的抗氧化酶活性增強，ROS 增加，并進一步引起了MDA 含量的增加，膜脂過氧化程度加重，表明鋁對根細胞膜透性產生了不利影響，這是因為鋁具有分別與細胞壁和膜的羧基和磷酸基結合的能力[25]。植物在鋁脅迫下會引起線粒體和過氧化物酶體中活性氧（ROS）的產生[26]，由于抗氧化機制失衡，又進一步引發細胞成分的氧化損傷[27-28]。鋁引起的ROS 系統失衡和細胞壁性質的改變是造成鋁毒害的兩個內在因素[23]。

Yamamoto 等[29]揭示了大量的鋁會導致細胞內過多的活性氧（ROS）積累，最終導致細胞死亡。而在本研究中，接菌SL后，丙二醛含量和抗氧化酶活性相對較低，表明SL緩解了馬尾松中與ROS 相關的損傷，降低了鋁毒性，而接菌組SL和未接菌組NE 之間的差異不明顯，則是由于植物對逆境的生理響應往往發生在逆境初期，經過60 d 的處理，植物體內的鋁含量和根系介質中的鋁含量達到了一個動態平衡狀態，植物通過前期的各種生理調節而逐漸適應了現有的鋁濃度，形成新的生理穩定狀態，因而兩組處理中的抗氧化酶活性和MDA 含量往往差異不顯著。褐環乳牛肝菌（SL）是一種廣泛存在于松林中的外生菌根真菌。大量研究表明SL是一種耐鋁真菌[30-31]，有利于鋁污染地區松苗的再生和種植。本項研究的結果完全證實了前人的發現，接種SL的馬尾松能夠更好地耐受鋁脅迫。

3.2 不同外源Al3+水平對馬尾松幼苗根尖細胞結構和功能的影響

細胞壁是有害金屬進入植物根系的第一道屏障[32]。Kopittke 等[33]發現，植物暴露在鋁環境下，鋁立即與根表面的細胞外壁結合，因此認為鋁的主要病變是質外體。本研究中，鋁在馬尾松幼苗根系細胞壁(F1) 中分布最多，這也證明鋁與細胞壁的結合是馬尾松耐鋁毒的重要機制之一。鋁離子主要與細胞壁的果膠基質、帶負電荷的羧基及質膜的外表面結合[34-35]，結合區主要位于根尖的鋁敏感根區，從而損害質外體和共質體的細胞功能。此外，由于細胞壁含有蛋白質和多糖以及大量配位基團(羥基、羧基、醛基、氨基等) ，容易吸附Al3+[21]。馬尾松根尖帶負電的細胞壁能夠大量吸附帶正電的Al3+。本研究通過細胞超微結構觀察也清晰證實了Al 在細胞壁周圍聚集。在鋁脅迫下，鋁離子在細胞壁上強烈而快速的結合破壞了細胞壁的結構和機械性能，降低了細胞壁的延展性，從而抑制了根系的伸長。

除細胞壁組分F1 外，細胞核組分F2 的鋁含量最高，由根尖細胞超微結構可見，隨著鋁濃度升高，細胞核膜、核仁和染色質都受到了明顯的破壞，細胞核內核酸等大分子物質外滲，細胞結構被嚴重破壞，細胞功能喪失。細胞核是細胞遺傳代謝的調控中心，鋁離子滲入細胞核內，易與核酸大分子物質結合，造成凝集，染色體斷裂畸變，核酸代謝失常，細胞核損傷必然嚴重影響植物正?；虻恼{控及細胞分化[21]。鋁對細胞核結構影響的同時，也會對DNA 組成、模板活性和染色質結構產生不利影響[36]。鋁還通過增加雙螺旋上的剛性來限制DNA 的復制[36-38]。

本研究中，未接菌NE 組在高鋁水平下，核膜、質膜、線粒體和液泡等的結構和形態都發生明顯改變，植株表現出了明顯的受害癥狀。細胞內的膜系統因鋁離子的結合造成了破壞，其機制可能是由于鋁離子與生物膜有著強烈的親和力，可以導致膜的僵化變形，破壞細胞膜的結構和功能，改變膜的流動性，從而使膜功能散失。鋁還通過與脂類、糖類和蛋白質作用而破壞膜的延展性，改變膜透性使細胞內物質向外滲漏作用加強，干擾細胞的各種調節過程，從而影響植株正常生長。由于生物膜受到破壞，大量線粒體腫脹，空泡增多，質膜破壞。凋亡前的核結構破壞被大多學者認為是鋁脅迫的細胞特征，并認為鋁信號遵循細胞死亡的線粒體途徑[36,39]。線粒體是細胞進行有氧呼吸制造能量的主要場所，線粒體等細胞器的消失或破壞會造成根的呼吸受阻，呼吸效率降低，不利于根的生長和對水分及營養的吸收[40]，這也是本研究中馬尾松幼苗根系抗氧化酶活性增強和MDA 含量增加的原因。同時，其他生理代謝因受鋁脅迫發生的變化也可能是細胞內部基因表達受到抑制或改變而產生的。在本研究中，NE 組在高濃度鋁水平下，由于細胞膜被破壞，無法阻隔Al3+侵入細胞核等細胞器，使植物明顯受到鋁毒害。而接種SL后，由于菌根對鋁的吸附作用，侵入細胞內的鋁離子含量相對較低，從而使得SL組細胞內細胞核組分(F2)和線粒體組分(F3)中的鋁含量維持在較低水平，保護了亞細胞器結構，維持了細胞的基本功能，從而緩解了鋁毒性。同時，植物可以通過液泡的區室化作用將重金屬吸收在液泡中，降低重金屬毒害，從圖4G 的細胞超微結構可以明顯看出，接種SL在0.4 mmol·L-1鋁水平下，液泡中吸收了大量的Al3+，因而根尖細胞受到的鋁毒害作用明顯較未接菌組小，受害癥狀也更小。

4 結論

鋁離子被馬尾松幼苗根系吸收后，對根尖細胞的結構和功能產生了一系列的影響。Al3+與帶負電的細胞壁結合，并被大量吸附而沉積，破壞細胞壁的結構和機械性能，降低了細胞壁的延展性，從而抑制了馬尾松幼苗根系的伸長。進入細胞內的Al3+與生物膜有著強烈的親和力，破壞了以蛋白質為主要成分的細胞膜的結構和功能，改變了膜的流動性和透性，使細胞器物質向外滲漏作用加強，干擾細胞的各種調節過程。核膜的破壞導致大量鋁離子滲入細胞核內，Al3+與核酸大分子物質結合，造成凝集，染色體斷裂畸變，核酸代謝失常。同時，Al3+使線粒體消失或破壞，造成根的呼吸受阻，在生理水平上造成根系抗氧化酶活性增強和MDA 含量增加。而接種SL后，由于菌根對鋁的吸附作用，侵入細胞內的鋁離子含量相對較低，使細胞內細胞核和線粒體組中的鋁含量維持在較低水平，并通過液泡的區室化作用將Al3+隔離在液泡中，保護了亞細胞器結構，維持了細胞的基本功能，從而緩解了鋁毒性。進一步證明菌根可以通過吸附大量的鋁而達到減少根尖鋁毒害和提高植物耐鋁能力的目的，這很可能是馬尾松菌根苗的一個重要外部抗性機制。