水稻邊緣細胞對鐵毒響應的研究.pdf

1、鐵毒廣泛分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)，嚴重影響了水稻的產量。本實驗從18個品種中篩選出相對耐亞鐵的水稻品種協優(yōu)9308和敏感品種IR64，研究水稻根邊緣細胞(簡稱BC)的生物學特性及對鐵毒的響應，探索邊緣細胞緩減鐵毒害的作用和機理。 1.水稻邊緣細胞形狀大多呈橢圓形或長桿狀。協優(yōu)9308、IR64兩個水稻品種的邊緣細胞數目分別在根長為20 mm、35 mm時達到最大值1795個、1772個。邊緣細胞的存活率在66％-90％之間，兩個品

2、種邊緣細胞活性隨著根長的伸長而升高，在根長20 mm時活性最高，隨著根的進一步伸長，活性下降。根冠PME活性隨根長的伸長而降低，兩者均在根長為3 mm時達到最大值(協優(yōu)9308為0.166H+/root cap·h，IR64為0.164H+/root cap·h)。BC數目、存活率、根冠PME活性、黏膠層厚度變化在不同根長、不同品種中存在差異。 2.兩個鐵毒耐性不同的水稻品種的邊緣細胞對鐵毒的響應有較大差異。兩個品種水稻邊緣細胞

3、數目隨著鐵毒處理濃度的上升呈現先上升后下降的趨勢，鐵毒耐性品種協優(yōu)9308的邊緣細胞數目在Fe2+濃度為100 mg/L時達到最大值，而敏感品種IR64在Fe2+濃度超過50 mg/L后就轉為抑制。兩個品種水稻的邊緣細胞存活率均隨著Fe2+濃度的增加呈現下降的趨勢，協優(yōu)9308的邊緣細胞存活率在Fe2+處理濃度達到200 mg/L時下降較大，IR64在Fe2+處理濃度從50 mg/L上升到100 mg/L時邊緣細胞存活率下降幅度高達33

4、.90％；隨著處理時間的增加，兩個品種水稻的邊緣細胞存活率總的來說呈現下降趨勢；離體鐵毒處理對邊緣細胞存活率的影響較活體處理大。根冠PME活性隨著Fe2+溶液濃度的增加先升高后下降，協優(yōu)9308在處理濃度為200 mg/L時達到最大值，而IR64在處理濃度為100 mg/L時達到最大。亞鐵脅迫能刺激邊緣細胞黏液的分泌，隨著處理濃度的增加黏膠層厚度變大。亞鐵脅迫嚴重破壞了邊緣細胞的內部結構和根尖細胞結構。 3.PI和Hoechst

5、33342雙重染色結果顯示敏感品種IR64的邊緣細胞在Fe2+處理濃度為50 mg/L時出現了程序性死亡；協優(yōu)9308在Fe2+處理濃度為100 mg/L下，觀察到較多程序性死亡的細胞。協優(yōu)9308在100 mg/L的Fe2+處理下出現了梯狀條帶，即DNA梯(DNA ladder)。協優(yōu)9308邊緣細胞胞外POD活性隨著處理濃度的增加呈現先上升后下降的趨勢，當處理濃度達到200 mg/L時活性最大；而IR64邊緣細胞胞外POD活性則在濃

6、度為50 mg/L時達到最大值。協優(yōu)9308邊緣細胞胞外NADH活性隨著處理濃度的上升而升高，但IR64邊緣細胞胞外NADH活性隨著處理濃度的上升呈現先上升后下降的趨勢，在處理濃度為100 mg/L時達到最大。 4.采用靜置培養(yǎng)(保持邊緣細胞附于根尖)和搖床培養(yǎng)(移除根尖邊緣細胞)，研究水稻邊緣細胞的鐵毒防御功能。鐵毒處理抑制根的伸長、降低幼根的含水量，移除邊緣細胞的根相對伸長率以及含水量均低于保留邊緣細胞的根。在200 mg/