铝毒对水稻边缘细胞的影响

以水稻为材料,研究了水稻边缘细胞数目和存活率的变化及不同铝处理对水稻边缘细胞的影响。结果表明,第1个水稻根边缘细胞几乎与初生根根尖同步出现,当根长为25~30 mm时,边缘细胞数目达到最大值(约600个);当根长超过5 mm时,边缘细胞的存活率维持一定的水平;随着铝浓度的递增,水稻根边缘细胞的存活率依次递减,铝毒明显降低了水稻边缘细胞的存活率。     

铝胁迫下磷对荞麦根系和根边缘细胞抗性生理的影响

以荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)根系和根尖边缘细胞(border cell, BC)为材料,研究铝胁迫下磷对根系抗氧化酶活性和边缘细胞数目、活性的影响.结果表明,与200 μmol·L-1的单铝处理相比,3.0 mmol·L-1的供磷处理铝胁迫组的相对根长和根系蛋白质含量分别增长了22.8%和18.7%,根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别增加了20.8%和26.1%.1.5 mmol·L-1的磷与铝共处理,边缘细胞的数目和活性分别比200 μmol·L-1的单铝处理增加了243.0%和187.0%.铝胁迫下供磷可有效促进根伸长和根系蛋白质的合成,提高SOD和POD活性,显著削弱铝毒对边缘细胞产生的抑制,减少细胞的死亡.说明供磷可有效增强荞麦根系的抗铝毒能力,提高根尖边缘细胞的数目和活性.     

铝胁迫对绿豆根边缘细胞的影响

边缘细胞的成活率与根的长度表现出一定的正相关,而且在相同的长度内,边缘细胞的活性明显受环境中铝浓度的影响,随着铝浓度的提高,边缘细胞的活性下降,同时离体边缘细胞的活性随着时间的延长其成活率下降.     

大豆根缘细胞对Al3+毒害的响应

【目的】研究大豆根缘细胞发育的生物学特性和对Al3+毒害的响应，为提高大豆的耐铝性提供理论依据。【方法】以浙春3号和辽鲜3号为材料，采用悬空气培法，研究大豆根缘细胞产生的数目、活性随根长的变化及Al3+毒胁迫下根缘细胞形成和释放的难易程度。【结果】大豆根冠周围新形成的根缘细胞呈圆形，随着生长逐渐发育成椭圆形或矩形或长条形。当根长为15～25 mm时，根缘细胞数目达最大值，浙春3号约3 000个，辽鲜3号约3 800个。去根缘细胞的大豆分别用100、200、300、400 µmol•L-1 Al3+溶液喷洒根尖，根缘细胞的数目和活性明显低于0 µmol•L-1Al3+溶液喷洒的处理，且Al3+浓度越高，根缘细胞数目和活性下降幅度越大。200 µmol•L-1 Al3+、300 µmol•L-1 Al3+处理4 h，两个大豆品种的PME活性明显升高，400 µmol•L-1Al3+处理后PME活性均有明显下降。这说明高浓度Al3+不利于根缘细胞的形成和释放，降低细胞活性和PME活性，辽鲜3号的根缘细胞对Al3+胁迫反应更为敏感。【结论】Al3+毒害时，维持较高根缘细胞的数目、活性及PME活性是抗性品种耐铝毒的重要途径。     

铝胁迫下豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分含量的变化

 【目的】明确根边缘细胞与根对铝敏感性差异及其与细胞壁多糖组分含量的关系。【方法】以中豌五号为材料,采用雾培法,研究铝胁迫下豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分含量的变化。【结果】在4.0 mmol?L-1AlCl3处理24 h后,边缘细胞活性显著降低,细胞活性抑制率达到了19.2%,根系相对伸长的抑制率为10.1%。无铝条件下,边缘细胞的细胞壁果胶、纤维素糖醛酸和总糖含量显著高于根段细胞壁。4.0 mmol?L-1 A1C13处理后,豌豆0～10 mm和10～20 mm根段细胞壁果胶糖醛酸含量提高,边缘细胞提高幅度尤为明显;边缘细胞果胶总糖含量显著提高,半纤维素和纤维素总糖显著降低,而2个根段细胞壁果胶、半纤维素和纤维素总糖含量提高。边缘细胞果胶、半纤维素和纤维素的铝含量显著高于0～10 mm和10～20 mm根段,0～10 mm根段铝含量高于10～20 mm,且在4.0 mmol?L-1 A1C13处理24 h后边缘细胞果胶1铝含量分别是0～10 mm、10～20 mm根段的14.4和17.4倍;同时,边缘细胞细胞壁半纤维素和纤维素多糖较果胶高,且含有相当量的铝。【结论】豌豆根边缘细胞细胞壁果胶含量显著高于2个根段,与铝含量呈显著正相关,显示果胶含量高的边缘细胞与根尖相比对铝毒更为敏感,同时,边缘细胞细胞壁多糖(包括果胶,纤维素和半纤维素)可能与铝的结合有重要作用。     

邻苯二甲酸对花生根系边缘细胞发生的影响

采用不同浓度邻苯二甲酸处理花生种子,研究花生发芽过程中露白率、根生长情况、根边缘细胞的数量及黏胶层厚度。结果表明,中、低浓度邻苯二甲酸处理对花生种子露白率及根长影响不大,高浓度邻苯二甲酸处理抑制花生种子的露白率及根长;随着邻苯二甲酸浓度的增大,花生根边缘细胞的数目增加;随着培养时间的延长及邻苯二甲酸浓度的增大,花生根边缘细胞外侧黏胶层厚度增加。     

铝、硼对豌豆原位根边缘细胞粘胶层厚度的影响

在缺硼和施硼红砂土上种植并收获豌豆种子后,采用雾培法培养豌豆根及根边缘细胞,并于5 h、16 h、24 h、44 h在雾培液中加入500 μmol/L AlCl3(pH 4.5),培养至48 h后,测量豌豆根边缘细胞粘胶层相对面积,探讨硼和铝对豌豆原位根边缘细胞粘胶层变化的影响.结果显示:正常条件下豌豆原位根边缘细胞粘胶层相对面积随时间延长无变化;与pH 6.5的对照相比,酸性条件下(pH 4.5)豌豆根边缘细胞粘胶层相对面积显著变小,且随处理时间延长减小幅度越来越大.与相同pH溶液(pH 4.5)相比,加铝处理边缘细胞粘胶层相对面积显著大于不加铝处理;而与pH 6.5的对照相比,加铝处理后粘胶层相对面积却显著减小.硼对边缘细胞粘胶层无明显影响.结果表明:酸性条件引起原位边缘细胞粘胶层变薄,在酸性条件下加铝处理又引起粘胶层增厚;而硼对边缘细胞粘胶层无明显影响.     

镉胁迫对矮生四季豆种子萌发和幼苗生长发育的影响

为比较系统地探讨Cd2 的生物毒性,作者以水培法研究了不同浓度的Cd2 溶液对四季豆种子萌发和幼苗生长发育过程中植物外部生长指标及内部生理生化变化的影响。结果表明:当Cd2 浓度较低时,Cd2 对种子萌发及幼苗生长发育毒害作用较小,一定浓度范围内(0.05～0.5mg/L)还有促生作用,高浓度Cd2 (5～100mg/L)能严重抑制四季豆幼苗根及下胚轴的生长;Cd2 胁迫对四季豆幼苗体内过氧化物酶(POD),超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT)活性存在低浓度激活和高浓度抑制的效应,且同一浓度的Cd2 对四季豆幼苗POD、CAT活性的抑制作用表现为根系大于下胚轴,Cd2 浓度>0.5mg/L时,根系SOD活性大于下胚轴中的活性;Cd2 胁迫下,四季豆下胚轴和根的丙二醛(MDA)含量增加,且根部含量大于下胚轴的量。Cd2 对矮生四季豆种苗生长发育的影响因Cd2 浓度及幼苗部位的不同而异。     

荞麦边缘细胞对铝毒害的响应

以江西荞麦(耐铝基因型)和内蒙荞麦(铝敏感基因型)为材料,采用悬空气培养法,研究Al3+对荞麦相对根长、原位和离体边缘细胞活性、黏液分泌量的影响。结果表明,Al3+降低荞麦相对根长和边缘细胞活性。相同Al3+浓度处理下,附着于根尖的边缘细胞活性要大于离体边缘细胞。细胞黏液层厚度与Al3+浓度相关,且离体边缘细胞黏液层厚度要大于原位边缘细胞,耐铝品种中表现的更为明显。由此说明,荞麦边缘细胞在一定程度上能通过改变细胞活性和黏液层厚度对铝毒害做出适应性的反应。     

模拟酸雨和Zn对四季豆根与叶酶活性的影响

采用盆栽方法，研究了模拟酸雨和Zn复合污染对四季豆根、叶活性酶的影响。结果表明，两种污染的复合使四季豆根、叶MDA含量大于这二者中任何一种的单一污染。相同酸雨下，MDA的含量随着Zn浓度的增加而增加，并且表现出显著的浓度-效应关系，MDA含量的变化能较好地反映四季豆被酸雨和Zn污染的状况。当酸雨强度和Zn浓度增加时，四季豆根、叶SOD活性呈下降的趋势；但酸雨和Zn的胁迫，使四季豆叶中POD的活性呈增加的趋势，根系POD的活性则先增加后下降，说明同一种作物不同的部分对酸雨和Zn的反应不同。     

玉米根边缘细胞exDNA和胞外蛋白对土荆芥化感胁迫的缓解效应

【目的】根边缘细胞（root border cells,RBCs）是从根冠上脱落下来的单个细胞或小细胞团。由于根边缘细胞的黏胶层与哺乳动物中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）具有类似的防御功能,而被称为根边缘细胞胞外诱捕网（BETs）。exDNA和胞外蛋白是根边缘细胞黏胶层的组成成分,在根边缘细胞抵御生物和非生物胁迫中起着重要作用。化感作用是外来植物成功入侵的机制之一,探讨exDNA和胞外蛋白在根边缘细胞黏胶层抵御入侵植物土荆芥化感胁迫中的作用,有助于深入研究植物根边缘细胞抵御化感胁迫的机制。【方法】以在土荆芥入侵地广泛种植的农作物玉米（雅玉26^#）为材料,采用纯琼脂培养基悬空气培养法,研究供试玉米品种（雅玉26^#）根边缘细胞的发育特性,以及在土荆芥挥发油及其两种主要成分对伞花素和α-萜品烯作用下,玉米根边缘细胞活性和黏胶层相对面积的变化规律,并分析在根边缘细胞黏胶层exDNA或胞外蛋白被DNA酶或蛋白酶降解的情况下,土荆芥挥发油及其主要成分对伞花素以及α-萜品烯对根边缘细胞活性和黏胶层相对面积的影响。【结果】供试玉米根边缘细胞几乎与根尖同时出现,并随着根的伸长而逐渐增加,当根长达到30 mm时,根边缘细胞数量达到最大值,约6 130个。之后,随着根进一步伸长,根边缘细胞数量略微减少并趋于平衡,而根冠PME活性与根长呈现极显著的负相关（P＜0.01）。根冠果胶甲基酯酶（PME）活性在根刚露白时就处于相对高的水平,之后则随着根伸长PME活性呈现持续下降最终趋于稳定;土荆芥挥发油、对伞花素、α-萜品烯具有细胞毒性,均能导致根边缘细胞活性显著下降（P＜0.05）,其中,挥发油的毒性最大,对伞花素、α-萜品烯的毒性次之,对伞花素和α-萜品烯混合物的毒性最小;土荆芥挥发油具有诱导根边缘细胞黏胶层面积增大的效应,并表现出剂量效应,当挥发油剂量达到5 μL时,黏胶层相对面积与对照差异显著（P＜0.05）。与对照相比,在对伞花素和α-萜品烯的作用下玉米根边缘细胞黏胶层面积变化不显著;当exDNA或胞外蛋白被DNA酶或蛋白酶降解后,根边缘细胞黏胶层相对面积缩小,细胞活性降低,其中,挥发油处理组根边缘细胞活性均在10%以下,对伞花素处理组、α-萜品烯处理组、对伞花素和α-萜品烯混合物处理组根边缘细胞活性虽然有所降低,但仍保持在80%左右。【结论】土荆芥挥发油及其主要成分对伞花素、α-萜品烯具有细胞毒性,可导致玉米根边缘细胞活性降低,根边缘细胞黏胶层中的exDNA和胞外蛋白对土荆芥挥发油、对伞花素、α-萜品烯的细胞毒性具有缓解效应,可在一定程度上缓解土荆芥的化感胁迫。     

铝毒诱导植物细胞反应研究进展

铝毒是酸性土壤限制作物生长的主要原因之一,许多作物对微摩尔浓度的铝发生毒害反应。本文分析了铝毒作用位点、细胞死亡机制、细胞营养元素吸收、细胞壁特性变化以及根边缘细胞胞外分泌物的变异,揭示铝毒发生时植物细胞进行多方面主动或被动的反应。     

植物边缘细胞发育和功能的研究进展

边缘细胞是从根冠表面脱落下来并聚集在根部周围的一群特化细胞,对植物的生长和发育具有重要意义。从边缘细胞的特征、发育和生理功能等方面对植物边缘细胞的研究进行了综述,并对其发展前景进行了展望。     

The influence of aluminium on the structural organization of the roots of barley in culture <Emphasis Type="Italic">in Vitro</Emphasis>

The structural organization of roots, induced in the callus cultures of barley genotypes differing in aluminum tolerance: cv Kupetz, cv 999-93 and its somaclonal form R 999-93 was studied. The goal of this research was to determine how the toxic effects of aluminum at low pH affects the structure of the root and any cells damage of different tissues meristematic zone. At pH 5.8–6.0 root callus from different genotypes had specific features, manifested in the structure root cap, the epidermis, the form of roots. In the presence of 40 mg/1 Al³⁺ ions and pH 3.7–3.8 in the roots, callus was obtained from the cv Kupetz, there is strong damage to the epidermis, root cap and some other tissues, which, although and resulted in the death of cells, however, were not lethal character. In roots, callus derived from varieties 999-93, under the influence Al³⁺ ions was observed irreversible changes that lead either to compaction cytoplasm and nuclei, especially in the central part of the root or to the plasmolysis and the destruction of cells, especially in the meristematic zone. On transverse sections was found damaged cells of the central part of the root, formation of the densified outer cell wall of epidermal cells. At the investigation of R 999-93 callus roots it was be shown that most of the cells of meristematic zone of root retained their viability at influence of Al3+ ions. So, the somaclon from cv 999-93, obtained earlier in callus culture by selection on Al-tolerance, differs from the original form at the level of mesostructure.     

根际新发现的一类活细胞群-根边缘细胞

边缘细胞是近年来在根尖发现的不同于根系其它组织的一类活细胞群，称之为边缘细胞，以强调其在根际形成一个生物的和物理的界面。边缘细胞来源于根冠分生组织的有丝分裂，其产生和命运受到内源信号严格调控和外界环境信号的调节。边缘细胞程序性释放到根外，起着开辟和限定根际微域环境，选择特异微生物，如吸引孢子、改变根际微域养分离子特征等作用。边缘细胞的研究是一新兴领域，可望解决植物病理、植物营养及细胞学研究中很多悬而未决的难题。     

水对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响

[目的]为饮用水的处理提供依据。[方法]以蚕豆根尖细胞为材料,采用微核试验方法,以蒸馏水处理为对照,研究凉开水及分别放置0、12、24、36、48h的自来水对蚕豆根尖细胞微核千分率和染色体畸变率的影响。[结果]随着自来水放置时间的延长,蚕豆根尖细胞的微核千分率和染色体畸变率逐渐降低,放置0、12、24h的自来水诱发蚕豆根尖细胞的微核千分率和染色体畸变率均明显高于对照和放置36和48h的自来水处理。不同放置时间自来水处理后,蚕豆根尖细胞产生多种类型畸变,如间期微核、前期微核、染色体断片等。[结论]凉开水对染色体的损伤小于自来水,放置0h的自来水对蚕豆根尖细胞的遗传毒性较大。