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相似文献
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1.
以2个小麦基因型鉴-864(耐性)和扬麦5号(敏感)为材料,采用溶液培养方法研究了铝胁迫下小麦根系伸长、根尖铝含量、根尖细胞壁过氧化物酶活性和H2O2含量的变化。结果表明,随着铝浓度的提高,小麦根系伸长受铝抑制程度加剧,根尖铝含量也明显升高;但敏感基因型根尖铝含量较高,根系伸长受抑程度更为明显。在铝胁迫下,2个小麦基因型根尖可溶态愈创木酚过氧化物酶(GPX)和松柏醇过氧化物酶(CAPX)活性没有显著变化,细胞壁离子键结合态GPX和CAPX的活性则随着铝浓度的提高而显著升高,H2O2含量也呈现类似的趋势;而敏感基因型过氧化物酶活性升高和H2O2积累更为明显。因此,铝胁迫下,小麦敏感基因型根尖细胞壁离子键结合态GPX和CAPX活性升高而引起H2O2积累,促进根系木质化和细胞壁氧化交联,导致根细胞壁刚性提高而伸展能力降低,是其根系伸长受到严重抑制的原因。  相似文献   

2.
用一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)处理铝胁迫下的黑麦和小麦幼苗,探讨铝胁迫和铝胁迫下外源NO对黑麦和小麦根尖细胞壁铝吸附的影响。结果表明:铝显著抑制黑麦和小麦根的伸长生长,小麦受抑制更为严重;SNP处理可缓解铝对黑麦和小麦根伸长生长的抑制作用,1 mmol/L SNP处理最有效。小麦根尖对铝的吸附量和吸附速率显著高于黑麦的,1 mmol/L SNP处理显著降低小麦和黑麦细胞壁对铝的吸附量,使根尖铝含量显著下降。铝与根尖细胞壁的结合是导致植物铝毒害的重要原因,而降低根尖细胞壁对铝的吸附是外源NO缓解铝毒害的重要机制。  相似文献   

3.
铝毒胁迫下磷对荞麦根系铝形态和分布的影响   总被引:3,自引:1,他引:3  
以2个荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)品种"江西荞麦"(铝耐性)和"内蒙荞麦"(铝敏感)为材料,采用水培法,研究铝毒胁迫下磷对荞麦根系总铝和单核2种形态以及Al在根尖和细胞壁中的分布情况的影响。结果表明,与200μmol/L Al处理相比,1.0mmol/L磷预处理分别使江西荞麦和内蒙荞麦的相对根长增加了24.4%和35.9%,根系总Al含量分别降低了18.2%和22.5%,根系单核Al含量分别降低了95%和63.2%。根尖细胞壁荧光检测结果为在单Al胁迫下细胞壁的荧光强度最大,1.0mmol/L磷预处理大幅度减弱细胞壁的荧光强度。表明外源磷供应可降低根系总Al和单核Al含量,使毒性形态的铝转化为无毒形态,以及减少Al在根尖以及细胞壁的积累,以缓解Al对根伸长的抑制,提高荞麦根系的抗铝毒害能力。  相似文献   

4.
豌豆不同耐铝品种根尖细胞壁果胶及其甲基酯化度的差异   总被引:1,自引:0,他引:1  
【目的】研究豌豆不同品种耐铝性和根尖根段耐铝性与果胶及其甲基酯化间的关系,为进一步揭示植物耐铝机理以及耐铝性状的遗传改良提供依据。【方法】以豌豆品种Hyogo和Alaska为试验材料,采用Hoagland培养方式,测定了不同品种不同根段果胶含量、 果胶甲基酯化度和果胶甲酯酶活性,研究了其差异及原因。【结果】在15和30 μmol/L铝浓度胁迫条件下,豌豆品种Alaska根相对伸长率均显著高于品种Hyogo,同时有根尖0~5 mm和5~10 mm段有更少的胼胝质生成和累积,在30 μmol/L浓度下不同根段间均达到显著差异,同时品种Hyogo根尖0~2.5 mm和2.5~5.0 mm段铝含量均显著高于品种Alaska,说明品种Alaska和品种Hyogo间存在耐铝性差异,其中品种Alaska耐铝性高于品种Hyogo,即品种Hyogo为铝敏感品种,品种Alaska是耐铝品种。比较两者不同根段(0~2.5 mm、 2.5~5.0 mm和5.0~10.0 mm)的铝含量与果胶含量、 果胶甲基酯化度、 PME活性间的关系,发现耐铝品种不同根段中的铝含量均小于敏感品种,并且在0~2.5 mm和2.5~5.0 mm段间达到显著性差异; 根尖不同根段果胶糖醛酸含量大小依次为0~2.5>2.5~5.0>5.0~10.0 mm,耐铝品种Alaska根尖细胞壁果胶和未甲酯化果胶含量均显著低于Hyogo,并且0~2.5 mm根段差异最大。根尖不同根段果胶甲基酯化度从根尖向上逐渐降低,并且耐铝品种Alaska高于铝敏感品种Hyogo,其中0~2.5 mm段间的差异达到显著水平;在对两个品种果胶甲基酯化酶(PME)活性进一步分析发现,PME活性大小依次为0~2.5>2.5~5.0>5.0~10.0 mm,两品种0~2.5 mm和2.5~5.0 mm根段间均达到显著差异。【结论】铝敏感品种Hyogo在0~2.5 mm和2.5~5.0 mm根段具有较高 PME活性和较低果胶甲基酯化程度。豌豆根尖果胶含量和甲基酯化度尤其是0~2.5 mm根段是豌豆耐铝性差异的重要原因;Alaska根尖细胞壁的果胶含量低和果胶甲基酯化度高(尤其是0~2.5 mm段)是其耐铝的重要机制。  相似文献   

5.
  【目的】  比较加硼和不加硼条件下豌豆根尖细胞壁组分对铝的吸附解吸特征的差异,探讨硼对植物铝胁迫的缓解机制。  【方法】  以中豌6号豌豆(Pisum Sativum)为试验材料,在硼(0.6 μmol/L)水平下水培6天,提取豌豆根尖1 cm段细胞壁各组分并进行铝吸附解吸试验,根尖细胞壁各组分分别为螯合态果胶(果胶1),碱溶态果胶(果胶2),半纤维素和纤维素,并分析3个不同硼处理 (无硼、50 μmol/L H3BO3和 50 μmol/L 3-硝基苯硼酸) 条件下各组分对铝吸附解吸的影响。  【结果】  豌豆根尖细胞壁各组分含量为:纤维素>半纤维素>果胶2>果胶1。硼能够与果胶1和果胶2发生络合反应,与半纤维素也可能发生络合反应,从而影响果胶1、果胶2和半纤维素对铝的吸附解吸。在铝胁迫下,根尖细胞壁中的果胶是主要的铝结合位点,以果胶2结合最多。与对照比,硼处理显著提高了果胶2对铝的吸附量,但解吸量变化不显著。pH 3.5条件下,硼酸与3-硝基苯硼酸处理相比,更能有效地影响果胶对铝的吸附解吸。因此将铝固定在细胞壁的果胶2内,可能是硼酸缓解铝毒的重要机制之一。  【结论】  细胞壁是铝的主要结合部位,细胞壁果胶2是根尖细胞壁主要的铝结合位点,硼与果胶2的结合可能是硼缓解铝毒的重要机制之一。  相似文献   

6.
小麦的铝毒及耐性   总被引:11,自引:2,他引:11  
为探明Al的毒性和忍耐机理 ,比较了Scout 66和Atlas 66Al敏感和抗性的 2个小麦品种的根对Al的积累模式、根细胞壁对Al的吸附以及Al诱导的有机酸的分泌。结果表明 ,Al对Scout 6 6根伸长的抑制作用较Atlas 66明显。根系吸收的Al主要积累于 0至 5mm根尖处。Scout 6 6的根尖及Al处理后分离的根尖细胞壁对Al的积累量大于Atlas 6 6。但是 ,Al处理前分离根尖细胞壁 ,Al处理后细胞壁对Al的吸附量两品种间无显著差异。Al可诱导Atlas 6 6的根系分泌苹果酸 ,而Scout 6 6的分泌物中未发现Al诱导的有机酸。这些结果表明 ,Atlas 6 6的根尖及其细胞壁较Scout 66积累较少的Al,这种差异与Al诱导的有机酸分泌有关 ,而与根尖细胞壁固有的吸附Al的能力无关  相似文献   

7.
根伸长受抑制是植物受铝毒害的主要症状,铝诱导的细胞壁组成物质的变化是其主要原因。本文主要对铝胁迫下植物根尖细胞壁组成物质如木质素、 胼胝质、 纤维素、 半纤维素、 果胶、 细胞壁多糖蛋白及相关代谢酶类在铝胁迫下的变化对根伸长的影响及生理机理的研究进展进行了综述,明确了铝胁迫诱导的植物根尖细胞壁组成物质含量、 比例及结构的变化导致细胞壁刚性降低,从而抑制细胞伸长,最终抑制根伸长。本文还指出,鉴于缺乏对同一植物甚至同一个种类的植物根尖细胞壁各主要组成物质铝胁迫下变化的系统研究,不能对造成该植物根伸长受抑制的原因做出全面合理的解释,所以今后应侧重于铝胁迫下各细胞壁组分变化在抑制根伸长中的贡献率的研究,尤其要针对主要粮食作物进行系统研究,以有效解决铝胁迫造成的产质量降低。  相似文献   

8.
铝毒是酸性土壤中限制植物生长的主要因子之一,探讨植物耐铝特性与机理对提高酸性土壤植物生产力具有重要意义。通过一系列生理和分子生物学试验,主要探究了Nipponbare和Kasalath两个水稻品种的铝耐性差异。结果发现,与Kasalath相比,Nipponbare在铝胁迫下不仅拥有较长的根伸长,且根尖铝含量较少,表明Nipponbare是水稻铝耐性品种,而Kasalath为铝敏感品种。进一步研究发现,水稻根尖控制铝吸收的NRAT1基因在Kasalath中表达量更高,表明,NRAT1基因的高表达量可能是导致铝敏感品种Kasalath根尖铝含量较高的主要原因。此外,铝胁迫下,Nipponbare根系柠檬酸的分泌量显著高于Kasalath。而且,水稻中控制柠檬酸分泌的OsFRDL4基因在铝耐性品种Nipponbare中的表达量显著高于Kasalath,由此证明,柠檬酸在这两个品种水稻耐铝途径中可能起着重要的作用,并且,该品种水稻可以通过调控OsFRDL4基因的表达量来控制柠檬酸的分泌量。本研究中还分析了其他4个与铝胁迫相关的基因,但并未发现明显的相关性,值得进一步的探究。  相似文献   

9.
以苗期表现为耐铝性具有明显差异的 10份大麦基因型为材料 (耐铝和铝敏感基因型各 5个 ) ,研究铝胁迫条件下生育后期植株生物量、铝和养分元素含量的差异。结果表明 ,铝胁迫抑制植株干物质积累 ,但抑制程度因基因型而异 ,上 70 119等铝敏感基因型受影响较大 ,且两类基因型之间的差异成熟期明显大于乳熟期。铝胁迫显著降低敏感基因型的子粒产量 ,但对耐性基因型的影响较小。铝胁迫增加所有基因型根系和地上部的Al含量 ,但增加幅度基因型之间存在着明显差异 ,耐铝基因型增加较少 ,而铝敏感基因型表现显著增加。酸性土壤上 ,根系和地上部N、P、K、Ca、Mg和Zn等养分含量 ,铝敏感基因型显著减少 ,耐铝基因型受影响较小。  相似文献   

10.
铝胁迫对不同耐铝小麦品种根伸长生长影响的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
为探讨铝胁迫抑制根生长的机理,以耐铝型小麦品种ET8和铝敏感型ES8为试验材料,研究了铝胁迫对小麦根相对伸长率,根尖细胞显微结构的影响以及细胞壁木质素含量及苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、过氧化物酶(POD)活性的变化。结果表明,ET8和ES8经50μmol/L铝胁迫6、122、4 h后,根相对伸长率随铝胁迫时间延长而变小。利用植物显微技术发现,ET8和ES8经50μmol/L胁迫24 h后,根尖伸长区皮层细胞变扁平,细胞间隙变小,细胞壁褶皱,并呈齿轮状交合;ES8细胞受伤害程度较ET8显著。经50μmol/L铝胁迫6、12、24 h后,ET8和ES8根尖细胞长度受铝胁迫的程度随时间延长而加强,根尖细胞相对长度与根相对伸长率呈显著正相关的关系(r=0.9911**)。50μmol/L铝胁迫24 h后,ET8和ES8根尖苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、过氧化物酶(POD)活性及细胞壁木质素合成显著增加。上述结果表明,铝胁迫通过增加苯丙氨酸解氨酶、肉桂醇脱氢酶、过氧化物酶活性,促进根尖细胞壁木质素合成,加快细胞的木质化,细胞壁延展性变小,从而抑制细胞的伸长,减小根的生长。由于铝胁迫下ES8中木质素合成显著高于ET8,且根尖细胞结构受破坏较ET8显著,造成铝胁迫下ES8根生长受抑制比ET8显著,是ET8较ES8耐铝胁迫的主要原因。  相似文献   

11.
Root border cells are considered to contribute to aluminum (Al) resistance by protecting the root apex from Al toxicity. In the present study, the responses of root apices of pea (Pisum sativum) to Al exposure in mist culture with border cells stripped off or not were compared. Inhibition of root elongation, induction of callose synthesis, and accumulation of Al were more pronounced in root apices stripped from border cells. Aluminum application led to higher Al concentrations in border cells than in root apices. The same trend was found for Al contents in cell walls of border cells compared to root apices. The analysis of cell‐wall pectin indicated that the concentrations of total sugars, uronic acids, and 2‐keto‐3‐deoxyoctonic acid (KDO) were higher in border cells than in root apices, especially when exposed to Al. Together, these results suggest that root border cells enhance the Al resistance of root apices by immobilizing Al in their cell‐wall pectin, thus protecting the root apex.  相似文献   

12.
Distribution of aluminum (Al) within plant components and Al-induced changes in cell wall polysaccharides in root tips of Eucalyptus camaldulensis Dehnh. seedlings were compared with those of Melaleuca cajuputi Powell. In E. camaldulensis , 0.5 mM Al (pH 4.2 for 40 d) reduced plant dry weight by 50%, increased callose concentration in the root tips and induced leaf necrosis. In comparison with M. cajuputi , Al concentrations were higher in roots and leaves of E. camaldulensis on both a fresh weight basis and in the cell sap, but were lower in the cell wall. Al increased pectin, hemicellulose and cellulose concentration in the cell walls of E. camaldulensis root tips. Al-induced leaf necrosis and growth reduction in E. camaldulensis is discussed in the context of potentially toxic concentrations of Al in plant tissue and changes in polysaccharide content which could reduce water and nutrient uptake and cell wall extensibility in roots.  相似文献   

13.
Distribution of aluminum (Al) within plant components and Al-induced changes in cell wall polysaccharides in root tips of Eucalyptus camaldulensis Dehnh. seedlings were compared with those of Melaleuca cajuputi Powell. In E. camaldulensis, 0.5 mM Al (pH 4.2 for 40 d) reduced plant dry weight by 50%, increased callose concentration in the root tips and induced leaf necrosis. In comparison with M. cajuputi, Al concentrations were higher in roots and leaves of E. camaldulensis on both a fresh weight basis and in the cell sap, but were lower in the cell wall. Al increased pectin, hemicellulose and cellulose concentration in the cell walls of E. camaldulensis root tips. Al-induced leaf necrosis and growth reduction in E. camaldulensis is discussed in the context of potentially toxic concentrations of Al in plant tissue and changes in polysaccharide content which could reduce water and nutrient uptake and cell wall extensibility in roots.  相似文献   

14.
Eight primary octoploid triticale genotypes (xTriticosecale Wittmack) derived from four wheat cultivars (Triticum aestivum L.) and two rye inbred lines (Secale cereale L.) differing in aluminum (Al) resistance were investigated with respect to their response to Al supply. Aluminum‐induced inhibition of root elongation (48 h, 25 µM Al supply), callose formation, and the accumulation of Al in root tips (4 h, 25 µM Al supply) were used as parameters to assess Al resistance. Using these parameters, the existing information on Al resistance of the wheat and rye cultivars was generally confirmed. The triticale cultivars showed a wide range of Al resistance amongst the Al‐sensitive wheat and the Al‐resistant rye cultivars. The rye parents and the Al‐resistant wheat parent Carazinho were characterized by Al‐induced exudation particularly of citrate but also of malate from whole root systems of 14 d old seedlings (8 h, 50 µM Al supply). Regression analysis revealed that the degree of Al resistance of the triticale genotypes was closely related to the Al‐induced citrate exudation, which was mainly controlled by the Al resistance of the wheat parent.  相似文献   

15.
铝胁迫对小麦根尖细胞蛋白质及苹果酸分泌的影响   总被引:10,自引:7,他引:10  
以一对近等位基因小麦品系(ET8和ES8)为材料,研究了铝胁迫条件下根系生长情况,根尖铝含量,根尖细胞质蛋白组分以及铝胁迫下两个小麦品系苹果酸分泌的差异。结果表明,小麦品系ET8的耐铝性明显高于ES8;而ET8根尖铝含量则明显低于ES8;50mol/L铝处理24h后ES8小麦的细胞质蛋白组成受到明显影响,而ET8则无明显影响。由于铝胁迫条件下ET8分泌的苹果酸的量明显高于ES8,因此可以认为,分泌的苹果酸一方面与铝结合使其无毒化;另一方面将铝排斥于根尖细胞外,从而阻止铝进入细胞质内对细胞产生毒害作用。  相似文献   

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