茉莉酸和赤霉素在水稻幼苗響應(yīng)鎘毒害中的調(diào)控作用.pdf

1、水稻是我國(guó)最重要的糧食作物，在人民的日常生活和整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著十分重要的作用。重金屬鎘污染不但會(huì)影響水稻的生長(zhǎng)發(fā)育以及稻米的品質(zhì)，而且還可以通過(guò)食物鏈傳遞而最終危害人類(lèi)的生命健康。研究鎘毒害對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育影響的機(jī)理意義重大，但目前鎘對(duì)水稻的毒害機(jī)理仍不清楚。本實(shí)驗(yàn)以在我國(guó)廣泛種植的秈稻品種9311作為實(shí)驗(yàn)材料，研究了鎘毒害對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)的影響以及茉莉酸和赤霉素在水稻幼苗響應(yīng)鎘毒害中的調(diào)控作用機(jī)理。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、沛k

2、毒害抑制水稻幼苗生長(zhǎng)。用不同鎘濃度(0、0.625、1.25、2.5、5、10μM)的CdCl2處理水稻幼苗4天后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:低濃度的鎘(0.625μM)對(duì)水稻幼苗種子根伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的抑制作用已達(dá)顯著水平(P＜0.05），而低濃度的鎘(0.625μM)對(duì)水稻幼苗地上部分伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的抑制作用不顯著(P＜0.05）。隨著鎘處理濃度的增加，鎘對(duì)水稻幼苗種子根和地上部分伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的抑制作用越來(lái)越明顯;鎘毒害能顯著降低水稻幼苗根系和地上部分鮮重，且隨

3、著鎘處理濃度的升高而增強(qiáng);鎘毒害對(duì)水稻幼苗根系生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)大于對(duì)地上部分生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)，導(dǎo)致鎘毒害水稻幼苗根冠比下降。
　?、奇k毒害誘導(dǎo)水稻幼苗根系茉莉酸含量增加，進(jìn)而降低水稻幼苗根系活力、使水稻幼苗根系對(duì)鎘的吸收增加、抑制水稻幼苗根系生長(zhǎng)。10μM CdCl2處理水稻幼苗的結(jié)果表明:鎘毒害誘導(dǎo)水稻幼苗根系茉莉酸合成相關(guān)基因表達(dá)，促進(jìn)水稻幼苗根系茉莉酸含量升高;鎘毒害促進(jìn)細(xì)胞膜中的磷脂水解酶相關(guān)基因——磷脂酶D基因的表達(dá)，使根系

4、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，細(xì)胞膜透性增加，根系活力降低;鎘毒害促進(jìn)水稻幼苗根系鎘吸收相關(guān)基因的表達(dá)，使根系對(duì)鎘的吸收增加;鎘毒害抑制水稻幼苗根系細(xì)胞分裂和細(xì)胞伸長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá)，抑制根系生長(zhǎng)。而添加濃度為7.5μM的茉莉酸合成抑制劑IBU后，鎘毒害水稻幼苗根系茉莉酸的合成過(guò)程被抑制，根系茉莉酸含量降低;鎘毒害對(duì)水稻幼苗根系磷脂酶D基因表達(dá)的促進(jìn)作用減弱，根系活力增加;鎘毒害對(duì)水稻幼苗根系鎘根鎘吸收相關(guān)基因表達(dá)的促進(jìn)作用減弱，根系對(duì)鎘的吸收減少

5、;鎘毒害對(duì)水稻幼苗根系細(xì)胞分裂和細(xì)胞伸長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá)的抑制作用減弱，根系生長(zhǎng)的抑制作用被緩解。上述結(jié)果表明，鎘毒害降低水稻幼苗根系活力、使水稻幼苗根系對(duì)鎘的吸收增加以及抑制水稻幼苗根系生長(zhǎng)的過(guò)程均與鎘毒害誘導(dǎo)水稻幼苗根系茉莉酸含量升高有關(guān)，鎘毒害誘導(dǎo)水稻幼苗根系茉莉酸含量升高，進(jìn)而降低水稻幼苗根系活力、使水稻幼苗根系對(duì)鎘的吸收增加、抑制水稻幼苗根系生長(zhǎng)。
　?、擎k毒害促進(jìn)赤霉素鈍化基因的表達(dá)，抑制水稻幼苗地上部分生長(zhǎng)。鎘毒害能顯

6、著促進(jìn)水稻第二葉中赤霉素鈍化基因(OsGA2ox1、OsGA2ox6、OsGA2ox8、OsGA2ox9)的表達(dá)。鎘毒害可能通過(guò)增強(qiáng)水稻體內(nèi)有活性的赤霉素向非活性赤霉素的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而抑制水稻幼苗第二葉的生長(zhǎng)。外源噴施濃度為10μM的GA3能顯著緩解鎘對(duì)水稻幼苗地上部分生長(zhǎng)的抑制作用，包括對(duì)第一葉、第二葉以及株高抑制的緩解。外源噴施GA3促進(jìn)水稻幼苗地上部分生長(zhǎng)，降低了水稻幼苗地上部分單位質(zhì)量鎘的含量，緩解了鎘對(duì)水稻幼苗地上部分生長(zhǎng)的毒害。