稀土元素镧在植物细胞中的定位及对细胞产生生理生化效应的机制研究

【摘要】：本论文首先利用透射电镜技术对稀土元素镧在黄瓜幼苗根和叶细胞中的定位进行了检测;其次,对镧影响叶片生长产生的生理生化效应进行了研究;最后,利用扫描电镜(配有X-射线能谱仪)和核素多重示踪技术分别对镧影响叶片不同组织细胞内七种必需元素的分布和幼苗不同部位中四种核素的吸收、累积进行了观察研究,以期阐明稀土元素影响植物生长调节的生理机制。主要结果摘要如下: 1.稀土离子La~(3+)结合在根细胞的细胞质膜、液泡膜和线粒体膜上,证明La~(3+)可通过原生质体膜进入根细胞内,并结合在不同细胞器的膜系统上。 2.叶片的相对含水量、总膜脂含量及SOD酶活性受稀土La~(3+)影响不大;低浓度La~(3+)(0.002-0.2mmolL~(-1))处理下,叶绿素和类胡萝卜素含量及抗氧化酶POD和CAT活性都有升高,但2mmolL~(-1)时都出现相反趋势;渗透调节物质脯氨酸随La~(3+)浓度的增大呈上升趋势;膜脂过氧化产物MDA和内源ABA含量在La~(3+)浓度为0.002-0.2mmolL~(-1)都有减少,但在2mmolL~(-1)有增加趋势;不同浓度La~(3+)处理引起叶片中腐胺与精胺的累积变化规律较相似,而亚精胺与它们不同;另外,La~(3+)在引起叶片可溶性蛋白含量变化的同时,还引起41KDa多肽的出现,推测植物通过改变它们的基因表达,来适应一定的环境条件,从而存活下来。 3.La~(3+)处理引起Na、Mg、Cl、K和Ca元素含量下降,Fe和Mn升高;而且0.02mmolL~(-1)La~(3+)处理引起的元素的降低和升高都比2.0mmolL~(-1)La~(3+)处理引起的要大。La~(3+)对叶片不同组织细胞内离子吸收的影响与Ca~(2+)的作用很相似,推测稀土元素通过调节植物细胞Ca~(2+)水平来影响植物生理机制。 4.四种核素~(75)Se、~(58)Co、~(48)V和~(95)Tc在幼苗不同部位根、茎、叶和叶绿体及叶