外源水楊酸緩解鎘對(duì)水稻毒害的生理機(jī)制.pdf

1、采用一系列水培試驗(yàn)研究了浸種和外施水楊酸(SA)對(duì)鎘(Cd)脅迫下水稻(嘉花1號(hào))種子萌發(fā)、生長、離子吸收、光合作用、抗氧化系統(tǒng)、Cd在根中的亞細(xì)胞分布以及在分根試驗(yàn)中對(duì)水稻蒸騰作用、Cd的運(yùn)移累積的影響。主要研究結(jié)果如下。 一、SA浸種對(duì)Cd脅迫下水稻種子萌發(fā)和幼苗生長的影響0.5 mMSA浸種和25 μMCd處理均顯著提高了水稻種子的發(fā)芽率，而1.0 mMSA和50 μMCd處理則顯著降低了種子的發(fā)芽率。在種子發(fā)芽第3至4天

2、時(shí)低濃度SA或Cd處理顯著提高了種子的發(fā)芽勢，而在7天時(shí)，發(fā)芽勢顯著降低。0.5 mMSA浸種緩解了50 μMCd對(duì)苗期水稻地上部生長的抑制作用。而在分蘗期時(shí)，0.5 mM及1.0 mM濃度SA浸種對(duì)Cd脅迫下水稻生物量均無明顯影響。 二、Cd脅迫下外源SA預(yù)處理對(duì)水稻元素吸收的影響水稻分蘗期時(shí)，10 μM SA預(yù)處理緩解了Cd對(duì)水稻生長的抑制，而100 μM SA則進(jìn)一步抑制了水稻的生長。Cd顯著降低了水稻根部K、P濃度，對(duì)C

3、a、S濃度無明顯影響。Cd脅迫下，10 μMSA顯著提高了根部P、S濃度，但進(jìn)一步降低了根中K濃度。100μM SA預(yù)處理顯著降低了地上部K濃度及根部Ca濃度。不同濃度SA預(yù)處理并沒有降低Cd在根部及地上部的累積。說明SA預(yù)處理緩解了Cd對(duì)生長的抑制可能是增加水稻對(duì)Cd的耐性的結(jié)果。 三、外源SA對(duì)Cd在水稻根部亞細(xì)胞分布的影響單獨(dú)10μM SA預(yù)處理和單獨(dú)50μM Cd處理均不同程度的提高了水稻根部細(xì)胞壁的含量，苯丙氨酸解氨酶

4、(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)活性，H<,2>O<,2>、木質(zhì)素以及非蛋白巰基(NPT)含量。SA預(yù)處理沒有影響Cd在細(xì)胞壁的分布，也降低Cd進(jìn)入細(xì)胞的量。但SA降低了Cd脅迫誘導(dǎo)的H<,2>O<,2>累積和丙二醛(MDA)升高，說明SA緩解了CdX寸水稻根部造成的氧化傷害。 四、外源SA緩解Cd對(duì)水稻根部氧化損傷的機(jī)理50 μM Cd處理6天內(nèi)，水稻根部超氧化物岐化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)以及

5、過氧化物酶活性及根系活力顯著下降；而H<,2>O<,2>、MDA、抗壞血酸(AsA)、谷光苷肽(GSH)以及NPT的含量顯著上升。10 μM SA預(yù)處理在第6天時(shí)顯著緩解了cd對(duì)水稻根部生長以及對(duì)SOD、CAT和POD酶活性的抑制，并且與單獨(dú)Cd處理相比，Cd脅迫下SA顯著地提高了水稻根部AsA，GSH和NPT含量及根系活力，減輕了根部H<,2>O<,2>的累積及其造成的膜脂過氧化傷害。 五、Cd脅迫下外源SA對(duì)水稻光合作用的影

6、響Cd處理使水稻葉片凈光合速率(Pn)下降，氣孔導(dǎo)度(Gs)及蒸騰速率(Tr)降低，而使細(xì)胞間隙CO<,2>濃度(Ci)在Cd處理1天時(shí)下降，處理后期上升。SA預(yù)處理緩解了Cd對(duì)水稻Pn、Gs、Tr、及葉綠素含量及葉綠素a/b的抑制。 六、分根試驗(yàn)條件下外源SA調(diào)控水稻晌應(yīng)Cd脅迫的機(jī)制分根處理中受Cd脅迫根部的Cd濃度、Cd的吸收速率、生長抑制程度、H<,2>O<,2>水平以及細(xì)胞死亡程度均高于全根處理，而未受Cd脅迫根的生長

7、速率顯著高于對(duì)照。分根處理下Cd由脅迫根運(yùn)移至非脅迫根中，并從非脅迫根端釋放到外界環(huán)境中。分根處理中受Cd脅迫根對(duì)P的吸收速率低于全根Cd處理。分根Cd處理水稻蒸騰速率高于全根Cd處理。隨著Cd脅迫時(shí)間的延長，無論是分根Cd處理還是全根Cd處理，其受Cd脅迫根部中的SOD、POD以及CAT酶活性顯著下降，而這3種酶在未受脅迫根中則上升趨勢。Cd脅迫使水稻根部及地上部GSH和NPT含量增加。分根條件下SA預(yù)處理與未SA預(yù)處理相比，緩解了C