富氫水緩解過量硼對水稻種子萌發(fā)的抑制.pdf

1、硼(Boron)是植物必需的微量元素，參與植物的生長發(fā)育、蛋白質合成和物質運輸等過程。然而，硼肥的適用范圍比較狹窄，使用不當或土壤中硼含量過多，極易對農作物產生毒害。提高水稻對硼毒的抗性，并研究其中的緩解機制，是亟待解決的問題。氫氣(H2)是近些年新發(fā)現的具有重要作用的氣體信號分子，對植物具有較強的抗氧化作用。推測H2對于緩解硼毒害有積極作用。在本實驗中，用富氫水(HRW)來供給H2并針對以上問題進行了研究。研究結果如下:
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2、.HRW能夠促進水稻的萌發(fā)和生長，并增強水稻對硼毒害的抗性。與對照組（蒸餾水培養(yǎng)）相比，在高濃度硼(10 mM H3BO3)溶液培養(yǎng)下，水稻根部的硼含量迅速升高，萌發(fā)率、根長芽長和糖含量等生理指標明顯下降;而用HRW對水稻種子進行24 h的預處理后，抑制了硼外轉運蛋白BOR1的表達，減緩了硼在水稻根部的積累，增強了種子的淀粉酶活性、提高了種子的糖含量，并促進了種子的萌發(fā)和生長。
　　2.HRW通過調節(jié)水稻的含水量和果膠甲基酯酶(P

3、ME)活性及擴張蛋白(EXP)的表達來緩解過量硼對根系的毒害。在高濃度硼處理下，水稻的水通道蛋白NIP2;1表達下降，水份含量指標(Total water, RWC，SWC)下降，而HRW預處理緩解了NIP2;1的表達下降，增強了水稻的吸水力(WUC)，并使水份含量上升。同時，過量硼刺激了水稻根部PME相關基因(PME11、PME14和PME27)的表達，增強了PME活性，并上調了EXP相關基因（EXPA1和EXPB5）的表達，從而抑制

4、了水稻根系生長;而HRW預處理則抑制了這些基因的表達，降低了PME活性，進而緩解了過量硼對水稻根系生長的抑制。
　　3.HRW緩解了過量硼對水稻造成的氧化傷害。高濃度硼環(huán)境下，水稻的TBARS含量明顯上升，而用HRW預處理水稻種子，抑制了脂氧合酶(lipoxidase，LOX)基因LOX的表達，降低了LOX活性，從而降低了水稻的TBARS積累，緩解了膜脂質過氧化傷害。同時，HRW預處理促進了抗氧化酶（超氧化物歧化酶SOD，抗壞血酸