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《南京农业大学》 2001年
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植物对离子毒害的适应机理及调节

章文华  
【摘要】: 盐害和铝毒害是影响作物产量的两大逆境,盐渍土和酸性土壤占了世界可 耕地面积的65%,科学开发和利用这些土地有利于今后可持续农业的发展。因 此,研究植物耐盐和耐铝机理意义重大。 盐胁迫下,植物细胞的质膜H~+-ATPase和液泡膜H~+-ATPase(包括H~+-PPase) 在调节Na~+、K~+等离子的细胞内区室化和组织中分配有重要作用。不同种(species) 植物,或同种植物在不同NaCl胁迫强度下质子泵活性的变化不一,或上升、或 不变、或下降,这其中的原因不清楚。本文以耐盐性不同的两个大麦品种(滩 引2号,耐盐性强;科品7号,耐盐性弱)为材料,研究不同NaCl浓度胁迫 下,或同—NaCl浓度、不同胁迫时间内,质子泵被激活或质子泵活性下降的 原因。 结果表明,NaCl胁迫2d,耐盐大麦(滩引2号)的根系质膜和液泡膜 H~+-ATPase活性增强。以质膜Ca~(2+)通道抑制剂La~(3+)(1 mmol/L)或Ca~(2+)螯合剂 EGTA(5 mmol/L)处理大麦幼苗,抑制了NaCl诱导的质膜和液泡膜H~+-ATPase 活性的增强,用CaM拮抗剂三氟拉嗪(TFP,20 μmol/L)处理,也抑制了质膜 和液泡膜H~+-ATPase活性的增强。NaCl胁迫下,外加La~(3+)或La~(3+)+TFP处理, 使Na~+吸收和向地上部运输增加。这说明,NaCl胁迫下细胞外Ca~(2+)进入根细胞 内,使胞质中Ca~(2+)水平提高是激活质膜和液泡膜H~+-ATPase活性所必需的,细 胞内CaM参与了Ca~(2+)对质子泵和离子吸收的调节。 以200mmol/L NaCl(含1/2 Hoagland溶液)处理耐盐性不同的大麦幼苗, 滩引2号根的液泡膜H~+-ATPase活性2d时高于对照(1/2 Hoagland溶液),9d 时低于对照;NaCl处理的9d中,液泡膜H~+-PPase活性一直低于对照。科品7 号根的液泡膜H~+-ATPase和H~+-PPase活性均受200mmol/L NaCl抑制,且后者 比前者明显。NaCl胁迫下,耐盐品种根中的ATP含量2d时高于对照,9d时 低于对照,不耐盐品种的ATP含量一直低于对照;两品种的焦磷酸(PPi)含量 均略高于对照。PPi对液泡膜H~+-ATPase活性有竞争性抑制作用。盐胁迫过程 中,由于ATP含量的下降以及PPi对H~+-ATPase活性的抑制,可能是导致H~+- ATPase活性下降的原因之一。 50~200mmol/L NaCl处理2d后,滩引2号根的液泡膜和质膜H~+-ATPase 活性增强,600mmol/L NaCl处理下液泡膜H~+-ATPase活性下降,质膜H~+-ATPase 继续增加;科品7号在50~100 mmol/L NaCl处理2d后根的液泡膜和质膜H~+- ATPase活性增强,200~600 mmol/L NaCl处理下两种酶活性随盐浓度增加而降 低。50-200 mmol/L NaCI处理卜滩引 2号根的液泡膜和质膜流动性卜降,600 mmol/L NaCI处理下液泡膜流动性明显增人,质膜流动性不冉下降。NaCI胁迫 下液泡膜和质膜膜脂脂肪酸不饱度卜降时,膜流动性下降,反之则膜流动性L 刀、 由此椎断高盐胁迫卜膜脂脂肪酸个饱和度上升而引起膜流动性上升·帕吕是 引起H”-ATPase活性F降的另一个主要原冈。 在耐AI机制方而,AI诱导下,养麦根系分泌单酸。至今对根系吸收川 的部位尚小清楚,也未见川 诱导有机酸分泌的调节机制的报道。我们发现, 从根尖厂9依次划分为0刀.5、0.5-I.O、1*-1.5、1.5卫*c*区段,在0.5-1.0 c*卜 AI的吸收最多,草酸的分泌部位上要在0、0.5 cm区,显小AI诱导卜,AI的L 经吸收部位和草酸的上要分泌部位个在同一邪位。 ABA能诱导养麦根系草酸分泌,其方式上j AI诱导相似,且依赖外源ABA 浓度。10卜mo卜 **A促进根系门k川处挫〕单酸分泌,so卜mol八。A*A厂, 其促进作用卜降。ABA合成抑制剂(luridone)抑制 AI诱导的竿酸分泌,这 种抑制作用可被外源ABA逆转。AI胁迫初期,根系内源山11态ABA穴贵卜刀。 用质膜和液泡膜钙通道抑制剂处地,不能抑制铝诱寻的草酸分泌。这些结果衣 明,*SA在铝胁迫和亨酸分泌之问起了亿弓转导的作用。在种了萌发中’J*SA 拈抗的GA。在川诱导的一.酸分泌没角作用。A!诱导卜分泌草酸这个过程不受 AIP合成抑制剂CCCP的影响,说明卓酸分泌可能是·个被动运输过程。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:Q948.116

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 王雁;邓旺华;缪崑;;NaCl胁迫对3种补血草细胞膜透性及渗透调节物质的影响[A];2007年中国园艺学会观赏园艺专业委员会年会论文集[C];2007年
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10 陈秀灵;不结球白菜耐高锌胁迫的生理生化机制研究[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
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1 王磊;盐胁迫下菊芋幼苗对水杨酸和氮素生理响应的研究[D];南京农业大学;2011年
【二级参考文献】
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5 李荔;夏涛:让植物在盐碱地生长[N];北京科技报;2010年
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