稀土La(III)對(duì)辣根細(xì)胞膜的影響及機(jī)理探討.pdf

1、稀土對(duì)植物有特殊的生物效應(yīng)和生理功能，包括促進(jìn)種子萌發(fā)和機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育、提高作物產(chǎn)量及抗逆性。因此，在中國(guó)和其它一些國(guó)家，稀土被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)以促進(jìn)作物增產(chǎn)。此外，稀土在鋼鐵、能源、航天、紡織及醫(yī)藥等領(lǐng)域也被大量使用。由此導(dǎo)致稀土不可避免的進(jìn)入環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，影響食品安全和人體健康。研究顯示，適量稀土對(duì)植物生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及抗逆性方面有促進(jìn)作用；
　　 過量稀土，則起抑制作用，表現(xiàn)為“低促高抑（hormesis effect）”現(xiàn)

2、象，但稀土的促進(jìn)和抑制機(jī)理尚不清楚。細(xì)胞是生命體結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位。細(xì)胞質(zhì)膜是稀土進(jìn)入植物體內(nèi)發(fā)生生物效應(yīng)的首道屏障。因此，本論文運(yùn)用掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、氣相色譜、膜片鉗技術(shù)、熒光顯微鏡、透射電鏡、聚丙烯酰胺凝膠電泳，結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)模擬((Discovery Studio，Version 2.1,Accelrys Inc.: San Diego，CA，2008)等手段，研究稀土La(III)對(duì)辣根細(xì)胞

3、膜的影響及機(jī)理，研究結(jié)果總結(jié)如下：
　　 1. 通過分子動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜蛋白，如ATPase，H-ATPase，鈣調(diào)蛋白，膜上Ca結(jié)合蛋白和膜聯(lián)蛋白表面分布著大量負(fù)電荷，可以與帶正電的La(III)以穩(wěn)定的離子鍵結(jié)合，形成La-膜蛋白復(fù)合物，改變膜蛋白構(gòu)象，進(jìn)而影響膜的結(jié)構(gòu)與功能。
　　 2. 低濃度La(III)處理后，辣根葉不飽和脂肪酸含量增加，膜流動(dòng)性增加，改善膜的性能，加速辣根葉片細(xì)胞生長(zhǎng)、分化；與此同時(shí)，

4、辣根葉肉細(xì)胞膜K+out通道被抑制，胞內(nèi)K+濃度增加，利于保持細(xì)胞膨壓和水分，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)元素吸收，改善葉肉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)，提高葉綠素及高生物活性辣根過氧化物酶（HRP）的合成，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育。
　　 3. 高濃度La(III)處理后，La(III)可進(jìn)入細(xì)胞，參與自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自催化，導(dǎo)致細(xì)胞中自由基積累增加。過量自由基攻擊并氧化膜脂中不飽和脂肪酸，增強(qiáng)辣根葉片膜脂過氧化程度，導(dǎo)致原生質(zhì)體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞；此外，辣根葉肉細(xì)胞膜K+ou