边缘细胞对大豆根尖铝毒害的缓解

以大豆[Glycine max (L.) Merrill]浙春3号为试验材料, 采用静置培养(保持边缘细胞附于根尖)和振荡培养(移除根尖边缘细胞), 测定边缘细胞数目和活性、根相对伸长率和根内酶的活性, 研究了边缘细胞对大豆根尖铝毒害的缓解效应。结果显示, 大豆发育过程中存活的边缘细胞数与总数之比达60%~80%, 50~400 mmol L^-1 Al³⁺胁迫12 h能诱导边缘细胞从根尖脱落, 200~400 μmol L^-1 Al³⁺胁迫24 h对边缘细胞的发育有抑制作用。Al³⁺处理抑制根伸长, 移除边缘细胞的根相对伸长率低于保留边缘细胞的根。0~100 mmol L^-1 Al³⁺胁迫12 h, 0和50 mmol L^-1Al³⁺胁迫24 h, 具有边缘细胞的大豆根系的POD、SOD活性及蛋白质含量显著高于移除边缘细胞的根内酶活性和蛋白质含量, 但200和400 mmol L^-1 Al³⁺处理12 h, 100~400 mmol L^-1 Al³⁺处理24 h时, 根尖有无边缘细胞对根系的酶活性及蛋白质含量影响不显著。说明低浓度Al³⁺胁迫下, 大豆通过增加边缘细胞数目、提高根尖蛋白质含量, 维持较高水平的POD、CAT和SOD活性来对抗铝毒胁迫, 以缓解植物的铝毒害。     

外源有机酸对荞麦幼苗铝毒害的缓解效应

研究了外源有机酸对荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)幼苗铝毒害的缓解效应，结果表明，0.4 mmol·L^-1的铝溶液能够显著抑制荞麦根的伸长，降低根系活力，增加叶细胞电解质渗漏率和丙二醛含量。铝溶液中加入不同浓度（0.2、0.4、0.8和1.2 mmol·L^-1）的草酸、柠檬酸或苹果酸后，以上伤害均减轻。用羊毛铬青R比色法检测表明，外源有机酸可以降低植物体各部位铝的含量。推测外源有机酸通过络合作用可以减少了根际和植物体内的铝数量，以达缓解铝毒害的目的。     

铝胁迫下大豆根尖细胞铝的微区分布与耐铝性分析

以浙春3号为实验材料, 利用透射电镜(TEM: Transmission Electron Microscope)-X-射线能谱(EDS: Energy Dispersive X-ray), 调查铝胁迫下大豆根尖铝的微区分布及耐铝性。结果表明,Al³⁺胁迫导致根尖细胞细胞壁不规则加厚, 线粒体数量增多, 核膜膨胀, 液泡中存在较多的电子致密沉淀物。90 mg L^-1 Al³⁺处理的根尖细胞内含物完全降解消失, 仅剩细胞壁。10 mg L^-1 Al³⁺处理的线粒体、细胞壁和液泡电子致密沉淀物中均检测到Al;随着Al³⁺处理浓度的增大, 各细胞器中Al的质量和原子数百分比逐渐增大。线粒体在60 和90 mg L^-1Al³⁺处理下, 液泡电子致密沉淀物在90 mg L^-1Al³⁺处理下,均未被检测出Al。在60 mg L^-1Al³⁺处理下唯一一次在细胞核中检测到Al。Al³⁺抑制了根系生长, 根系细胞中细胞壁的Al³⁺含量受影响最明显。P/Al在细胞壁和线粒体中的相对原子数随Al³⁺浓度的增大而下降。研究结果表明X–射线能谱对铝在亚显微结构上的定位是一种快速、有效的方法。铝最先积累在细胞壁上, 随Al³⁺处理浓度增大逐渐积累于部分细胞器和细胞核中, 且含量在细胞中的分布亦由外向里呈递减趁势。     

不同耐铝性玉米基因型根际营养元素状况的差异

采用根箱分室土培方法,研究了两个不同耐铝性玉米自交系在两种不同pH土壤根际的营养状况。结果表明,两自交系根际Al、P、Ca等元素的含量和分布不同。酸性土壤根表附近土壤Al含量明显高于远根际区域,耐铝自交系根际土壤铝的含量显著高于敏感自交系。中性土壤上两自交系距根表0-4cm区域为一典型的P耗竭区,而酸性土壤上P耗竭区相对较小,在距根表0-2.5cm范围。酸性土壤上耐铝自交系距根系1-2.5cm区域P含量较高,对P的活化能力相对较强。酸性土壤根系附近Ca含量显著低于中性土壤。耐铝自交系根系对Ca、Mg的吸收能力相对较强,在酸性土壤的0-2.5区域形成一明显的Ca耗竭区。     

玉米自交系耐铝性评价及根系形态解剖特征

采用营养液培养方法,对9个玉米自交系的耐铝性进行了评价,并对其中两个耐铝性不同的典型自交系的根系形态和解剖特征进行了比较。结果表明,玉米自交系在含铝营养液中的耐铝性评价结果与酸性土壤上的耐酸性筛选结果基本一致。耐铝基因型具有苏木精着色程度较低、种子根相对伸长率和植株相对生物量较高的共同特点。种子根相     

IAA、GA3和ABA对稻根负向光性和生长的影响

为探明稻根负向光性与内源植物激素含量的关系,以及外源激素对水稻根系生长的影响,以扬稻6号(籼稻)、日本晴(粳稻)和中花11 (粳稻)的OsPIN1a超表达转基因水稻为材料,观察了根负向光性生长的过程,分析了负向光弯曲部位内源生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)和脱落酸(ABA)的含量,以及外源激素对水稻根系形态和解剖结构的影响。结果表明, 扬稻6号和日本晴的根都具有负向光性,扬稻6号侧根和不定根的负向光性大于日本晴;2种材料中,IAA、GA₃和ABA在发生负向光弯曲过程中的含量变化基本一致。光照引起3种激素的含量下降;向光侧的含量低于背光侧。单侧光照和外施IAA共同促进了籼稻根毛的大量发生;与普通水稻相比,OsPIN1a超表达稻株的根负向光性角度增大。外源GA₃和ABA处理与稻根负向光性间无直接关系;外源ABA处理显著抑制了根的生长,单株根系总吸收表面积与根数均减少。10 µmol L^-1 ABA处理的水稻根尖生长异常,分生区和根冠发育不良,细胞伸长受抑,成熟区细胞变形使根局部膨胀,并改变了中央维管组织的发育。     

不同硼效率油菜品种细胞壁组分中硼的分配

应用不同硼效率甘蓝型油菜品种(Brassica napus),研究硼在细胞壁各组分中的分配规律。结果表明,细胞壁硼主要结合在果胶中,根系细胞壁80%以上的硼、叶片细胞壁95%以上的硼结合在果胶中。叶片细胞壁果胶硼含量高于根系细胞壁。品种间细胞壁各组分硼含量存在差异,低效品种苗期叶片中螯合剂可溶性果胶硼含量显著高于高效品种     

铝胁迫对小麦的影响及小麦的抗铝机理

简要概述了铝胁迫对小麦的影响及小麦的抗铝机理。小麦根主要吸收单核铝且主要积累于0～5mm根尖处。在铝胁迫下，小麦细胞对Ca^2＋和Mg^2＋等元素的净吸收量减少，细胞中游离脯氨酸含量增加，液泡膜中Ca^2＋-ATP酶、H^＋-ATP酶活性和磷脂的含量下降。线粒体中Ca^2＋-ATP酶、H^＋-ATP酶和焦磷酸酶活性也下降。小麦通过增加有机酸、磷酸、蛋白质、已糖、糖醛酸的分泌，增加钙、磷的含量，提高根际pH覆保持低水平的渗透势来抵抗铝毒。     

铝胁迫对花生根尖线粒体膜生理特性的影响

线粒体在植物生命活动中发挥重要作用,以花生为材料,研究了在铝胁迫条件下,花生根尖细胞线粒体膜生理变化。结果表明,通过根长试验、苏木精染色和根尖铝离子含量测定,筛选到耐铝品种LH11,铝敏感品种R1549。铝胁迫后,两个品种根尖线粒体MDA含量增加,R1549的MDA含量均高于LH11,在处理浓度是20 μmol L^-1和100 μmol L^-1时,两品种的MDA含量差异显著,但在400 μmol L^-1时,差异不显著;两品种根尖线粒体Ca²⁺-ATP酶活性和Ca²⁺含量呈下降趋势,且随铝溶液浓度增加而加快,R1549的线粒体Ca²⁺含量下降较LH11快;随处理铝溶液浓度增加,线粒体光密度持续下降,MPT不断增大,ΔΨ_m明显降低,线粒体中Cyt c/a减少,R1549较LH11下降更明显。试验结果说明在较高铝浓度胁迫下,两品种线粒体透性转换孔开放,膜透性增加,跨线粒体膜Ca²⁺转运系统活性降低,使胞质Ca²⁺超载,细胞色素C释放到细胞质中,诱导根尖细胞发生程序性死亡,从而抑制根生长;在低铝浓度下,与铝敏感品种相比,耐铝品种吸收铝少,脂质过氧化水平低,线粒体膜Ca²⁺-ATPase活性、MPTP和ΔΨ_m调控能力强,不易发生PCD,从而表现出较强的耐铝能力。     

植物果胶甲酯酶应答病虫抗性与耐铝胁迫的研究进展

不同程度的果胶脱甲基化赋予了细胞壁不同的功能,在细胞发育过程中起重要作用。果胶甲酯酶是一种细胞壁蛋白,主要催化细胞壁中果胶的去甲基化反应,在果胶代谢过程中起关键作用。此外,果胶甲酯酶与植物抗逆性、生长发育机制以及铝胁迫影响植物生长方面密切相关。随着人们生活水平的日益提高,从分子层面对植物进行研究,保障食品安全逐渐成为研究热点。本研究对果胶甲酯酶的两种结构模型、三种作用模式、应答病虫抗性及铝胁迫等方面进行总结,为进一步提高植物PME的表达提供参考。     

Effects of NaCl on Root Growth and Cell Wall Composition of Two Soya bean Cultivars with Contrasting Salt Tolerance

Our objectives were to determine the influence of salinity on root cell wall composition in soya beans and the possible mechanism of salt tolerance. Two soya bean cultivars, Touzan 69 (salt sensitive) and Dare (salt tolerant), were selected as experimental material for comparison. Root growth was clearly inhibited by salinity in both cultivars, but Touzan 69 showed more severe reductions in root length than Dare. In the 0–5 mm root segment (from root tip), the total cell wall sugar content of Touzan 69 decreased considerably due to salinity as were the pectin, hemicellulose and cellulose fractions. In Dare, NaCl treatments only caused a slight decrease in the pectin fraction and no marked change in hemicellulose and cellulose fractions. Without salt treatment, the pectin fraction accounted for about 40 % and cellulose for 30 % of cell wall composition in the 0–5 mm root segment; in the 5–10 segment (from root tip), pectin and cellulose accounted for 27 % and 45 % in Touzan 69, and 34 % and 38 % in Dare. The percentage of pectin decreased and that of cellulose increased in the 5–10 mm root segment compared with the 0–5 mm segment. This indicates that pectin largely regulates cell growth, as the 0–5 mm region is considered the elongation zone of soya bean roots. Salt treatment decreased the percentage of pectin, but increased that of cellulose across root zones of the two cultivars, suggesting that salt presence may increase cell wall rigidity, and thus, inhibits root growth. Dare was able to maintain its main root cell wall substances, an apparent advantage for root cell growth that may overall improve its salt tolerance. Also, the less reduction in cell wall uronic acid was of some benefit in the positive regulation of root cell growth in Dare. The changes in cell wall composition, especially the pectin content had a close relation with the regulation of root growth. The difference in salt tolerance between the two tested cultivars can partly be explained on the basis of these changes in response to salinity. Sugar compounds in each cell wall constituent and their functions in ion transport as well as the relationship between root cell wall and soya bean salt tolerance need to be further investigated.     

不同基因型水稻镉积累动态差异分析

探讨镉(Cd)在籽粒Cd积累量差异较大的2个常规籼型水稻品种‘黄华占’（Cd低积累）和IR68144（Cd高积累）各器官中的分布差异和积累动态,分析了在大田栽培条件下2个品种全生育期和生殖生长期各组织器官的Cd积累动态过程。结果表明：成熟期两品种植株的大部分Cd都集中于根系和茎部,IR68144各器官的Cd含量都高于‘黄华占’。在整个生育期中,‘黄华占’根和茎中的Cd含量都呈缓慢上升趋势,IR68144根系Cd含量先上升后下降,最后于灌浆后期快速上升,其茎部Cd含量则先下降后上升;两品种叶片Cd含量在抽穗前变化趋势表现一直,而在抽穗后却截然相反。抽穗后,‘黄华占’剑叶和穗轴Cd含量先持续上升,后于黄熟期有所下降,而IR68144的剑叶和穗轴都呈持续上升趋势,两品种的颖壳和糙米的Cd含量也都整体上升,且同品种的两器官表现趋于一致。籽粒发育过程中,两品种糙米Cd积累量都不断地提高,但它们超过一半的Cd由抽穗后的第21~28天积累完成。     

连续增氧对不同基因型水稻分蘖期生长和氮代谢酶活性的影响

为明确氧对不同基因型水稻生长和氮素代谢的作用机理,以籼稻、粳稻和旱稻品种为材料,采用营养液培养,考察根际连续增氧水稻分蘖期生长和氮代谢状况。结果表明,连续增氧后,各水稻品种叶绿素含量均有所下降,国稻1号(籼稻)地上部分和根系干物质重分别降低44%和40%,巴西陆稻(旱稻)和秀水09 (粳稻)降低不显著。国稻1号和巴西陆稻的氮积累量分别降低35.8%和36.0%。各基因型水稻叶片NRA (硝酸还原酶活性)显著提高,GSA (谷酰胺合成酶活性)下降。秀水09,叶片NRA增加较少(P>0.05)。连续增氧提高了水稻根比表面积和氧化强度;但降低了叶片叶绿素含量和GSA,不利于水稻氮素吸收和干物质积累。不同基因型水稻对连续增氧的响应存在差异。     

木薯叶片可溶性糖含量与块根淀粉积累的关系

试验以辐选01，华南5号(SC5)，新选048，新选056，南洋红（SC201），华南205(SC205)，GR891，华南124（SC124）为材料，分别在块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期测定叶片可溶性糖含量和块根淀粉含量，探讨木薯叶片可溶性含量与块根淀粉积累的关系。结果表明，从块根形成期到工艺成熟期，叶片可溶性总糖含量与块根淀粉积累都逐渐增加，叶片可溶性总糖含量与块根淀粉积累呈正相关，从块根膨大期到工艺成熟期，叶片还原糖含量逐浙增加，与块根淀粉积累呈正相关，而叶片蔗糖含量逐浙降低。与块根淀粉积累呈负相关。8个品种都有同样的趋势。     

水稻的侧根发育及其影响因素

为了探明水稻侧根发育的过程和影响因素,以日本晴(粳稻)、扬稻6号(籼稻)的不定根和种子根为材料,观察了侧根发育过程中的形态和细胞结构的变化;研究了生长调节物质、光照等因子对侧根发育的影响。结果显示,水稻侧根的发生起始于中柱鞘。相邻的内皮层细胞参与了侧根原基的发生和生长。侧根原基通过顶端生长点的分裂、分化和基部细胞伸长向外生长,侧根在露出过程中改变了母根皮层和表皮结构。外源生长素可促进侧根的发生,但浓度过高则抑制侧根原基的露出;稻苗切除芽后侧根发生减少,主根生长量下降;切除根尖打破了主根顶端优势,促进侧根发生和生长。单侧照光能诱导向光侧的侧根发生。脱落酸在低浓度下对侧根发生有促进作用;Ca²⁺促进侧根发生和主根生长,而EDTA抑制侧根发生和主根生长。种子根和不定根的生长对试验因子的响应趋势基本一致。     

NaCl胁迫对水稻品种中花11幼苗根系生长发育的影响

以水稻中花11幼苗为材料,探讨高浓度NaCl处理对其根系生长发育的影响。结果表明,200 mmol/L NaCl胁迫下,幼苗胚根生长受到抑制,不定根数目减少,根毛数量减少长度变短;幼苗根系出现褐化,且根系木质素含量增加,根系过氧化物酶(POD)活力显著上升;半定量RT-PCR检测显示,盐胁迫应答基因OsCDPK7表达显著下降,P 5 CS 1表达上升,OsHKT 1;5、OsNHX 1在处理初期表达上升,其后随处理时间延长而下降。