Cl-對(duì)水稻幼苗生長、根系形態(tài)和K+吸收的影響.pdf

1、氯是高等植物必需的微量元素，對(duì)植物有著多方面的營養(yǎng)功能。以往的研究不少都是從鹽脅迫條件下高濃度Na+與Cl-對(duì)K+吸收的共同作用方面著手的，而較少去探究Cl-本身的營養(yǎng)生理作用。在此背景下，通過本文，旨在探討Cl-對(duì)水稻幼苗K+跨膜轉(zhuǎn)移和植株生長的影響，為研究Cl-的植物營養(yǎng)生理功能提供理論依據(jù)。本文以揚(yáng)稻6號(hào)和淮稻10號(hào)兩個(gè)水稻品種作為供試材料，采用水培的方法研究了Cl-對(duì)水稻幼苗生長、根系形態(tài)和K+吸收的影響。在考察了Cl-對(duì)水稻幼

2、苗生物量、根系形態(tài)和體內(nèi)氮磷鉀含量的影響的基礎(chǔ)上，通過養(yǎng)分吸收動(dòng)力學(xué)方法、非損傷微測技術(shù)(NMT）、電生理技術(shù)從K+吸收動(dòng)力學(xué)特征、根表K+流速、根細(xì)胞膜電位三方面著重考察了Cl-對(duì)水稻幼苗根系K+跨膜轉(zhuǎn)移的影響，還考察了不同介質(zhì)pH和Na供給條件下Cl-對(duì)水稻幼苗K+吸收速率的影響。通過研究，得到了以下結(jié)論:
　　(1)Cl-對(duì)水稻幼苗的生長有一定的促進(jìn)作用。與Glu-相比，1 mmol·L-1 Cl-增加了水稻幼苗的鮮重和株高

3、，但對(duì)根冠比的影響不顯著。Cl-提高了水稻幼苗地上部N、P、K含量。Cl-增加了水稻幼苗根系總根長，但對(duì)水稻幼苗根表面積及根體積的影響不大。增加了揚(yáng)稻6號(hào)根系中較粗根的根長，而增加了淮稻10號(hào)較細(xì)根的根長。
　　(2)Cl-通道抑制劑(Zn2+、NA、DIDS)能夠顯著降低水稻幼苗Cl-的吸收速率。0.2mmol·L-1KCl時(shí)，DIDS的抑制效果最好;而2 mmol·L-1KCl時(shí)，三種抑制劑處理之間差異不顯著。KCl+DIDS

4、處理與KGlu處理的鉀吸收速率差異不顯著，因而推測DIDS主要通過抑制氯通道活性而影響水稻幼苗根系對(duì)K+的吸收。Zn2+、NA在抑制氯通道活性的同時(shí)，對(duì)K+吸收也有影響。
　　(3)K+吸收動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)表明，在≤2 mmol·L-1 KCl濃度范圍內(nèi)，添加DIDS抑制氯通道后K+吸收速率隨KCl供給濃度的變化情況仍符合Michaelich-Menten方程的描述。添加DIDS并未降低水稻幼苗的K+最大吸收速率Vmax，但增加了Km值

5、;供給Cl-與Glu-時(shí)水稻幼苗K+吸收的Vmax相近，但前者的Km值明顯低于后者。由此推測，Cl-（≤2 mmol·L-1）對(duì)水稻幼苗根系K+吸收的促進(jìn)作用很可能是通過降低K+吸收的Km值，即通過增加K+跨膜轉(zhuǎn)移系統(tǒng)與K+的親和力來實(shí)現(xiàn)的，而不是通過增加K+吸收的Vmax
　　(4)通過NMT技術(shù)考察0.15 mmol·L-1和1mmol·L-1 KCl條件下水稻幼苗根表K+流速，發(fā)現(xiàn):Cl-可以增加水稻幼苗對(duì)K+的吸收速率;在

6、0.15 mmol·L-1 KCl條件下，添加NEM抑制鉀載體后，水稻幼苗根系K+外排速率高于吸收速率，此時(shí)添加DIDS抑制氯通道會(huì)加劇K+外流。在1 mmol·L-1K+ KCl條件下，添加TEA抑制鉀通道后，水稻仍可以通過NSCCs來吸收K+，此時(shí)添加DIDS會(huì)減少K+凈吸收速率，但是兩個(gè)處理之間并未達(dá)到顯著差異。這就表明，低KCl條件下，Cl-可減少NSCCs對(duì)K+的外排，高KCl條件下，Cl-可促進(jìn)鉀專性通道對(duì)K+的吸收。

7、>　　(5)采用玻璃微電極考察水稻幼苗在1mmol·L-1 K+條件下細(xì)胞膜電位對(duì)Cl-的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn):1 mmol·L-1 KCl或1 mmol·L-1 KGlu都能使揚(yáng)稻6號(hào)幼苗根系細(xì)胞膜電位去極化，之后又逐漸恢復(fù)到接近原來的靜息膜電位附近;前者的去極化程度明顯高于后者;在添加TEA抑制鉀專性通道后，揚(yáng)稻6號(hào)幼苗根系細(xì)胞膜電位對(duì)1 mmol·L-1 KCl和1 mmol·L-1 KGlu的響應(yīng)都表現(xiàn)為緩慢的超極化現(xiàn)象;在1 mmol·

8、L-1 K+條件下，與難以通過細(xì)胞膜的Glu-相比，1 mmol·L-1 Cl-可減小NSCCs吸K+過程中細(xì)胞膜電位的超極化程度，增大總吸K+過程中細(xì)胞膜電位的去極化程度。
　　(6)Cl-對(duì)水稻幼苗K+吸收的促進(jìn)作用受介質(zhì)Na+和pH條件的影響。DIDS對(duì)水稻幼苗對(duì)K+吸收的抑制率隨pH而變，在pH4時(shí)最高。1mmol·L-1 Na+能促進(jìn)淮稻10號(hào)幼苗K+吸收，但對(duì)揚(yáng)稻6號(hào)影響不大。在添加DIDS的處理中，相同品種水稻幼苗的