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铝胁迫对花生根尖线粒体膜生理特性的影响
  • ISSN号:0496-3490
  • 期刊名称:《作物学报》
  • 时间:0
  • 分类:S827.1[农业科学—畜牧学;农业科学—畜牧兽医] X835[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]广西大学农学院,广西南宁530005, [2]广西农业科学院经济作物研究所,广西南宁530007
  • 相关基金:本研究由国家自然科学基金项目(30560070)资助.
中文摘要:

线粒体在植物生命活动中发挥重要作用,以花生为材料,研究了在铝胁迫条件下,花生根尖细胞线粒体膜生理变化。结果表明,通过根长试验、苏木精染色和根尖铝离子含量测定,筛选到耐铝品种LH11,铝敏感品种R1549。铝胁迫后,两个品种根尖线粒体MDA含量增加,R1549的MDA含量均高于LH11,在处理浓度是20 μmol L^-1和100 μmol L^-1时,两品种的MDA含量差异显著,但在400 μmol L^-1时,差异不显著;两品种根尖线粒体Ca^2+-ATP酶活性和Ca^2+含量呈下降趋势,且随铝溶液浓度增加而加快,R1549的线粒体Ca^2+含量下降较LH11快;随处理铝溶液浓度增加,线粒体光密度持续下降,MPT不断增大,ΔΨm明显降低,线粒体中Cyt c/a减少,R1549较LH11下降更明显。试验结果说明在较高铝浓度胁迫下,两品种线粒体透性转换孔开放,膜透性增加,跨线粒体膜Ca^2+转运系统活性降低,使胞质Ca^2+超载,细胞色素C释放到细胞质中,诱导根尖细胞发生程序性死亡,从而抑制根生长;在低铝浓度下,与铝敏感品种相比,耐铝品种吸收铝少,脂质过氧化水平低,线粒体膜Ca^2+-ATPase活性、MPTP和ΔΨm调控能力强,不易发生PCD,从而表现出较强的耐铝能力。

英文摘要:

Mitochondria play a vital role in plant life. Peanut (Arachis hypogaea L.) culitivars LH11 (Al-resistant) and R1549 (Al-sensitive) were selected through root elongation experiment, hematoxylin dying and Al^3+ concentration detection in root tips. The concentration of mitochondrial MDA in two cultivars root tips increased after Al^3+ treatment, that of R1549 was higher than that of LH11. The difference between two cultivars in mitochondrial MDA concentration was very significant in 20 and 100 μmol L^-1 Al^3+ treatment, but not significant in 400 μmol L^-1 treatment. With the increase of Al^3+ concentration, mitochondrial Ca^2+-ATPase activity and Ca^2+ concentration in two cultivars root tips decreased, and Ca^2+ concentration of R1549 decreased faster than that of LH11. Under Al^+~ stress, mitochondrial optical density decreased continuously, (mitochondrial permeability transition pore MPTP) enlarged, mitochondria ΔΨ decreased significantly, mitochondrial Cyt c/a ratio reduced, which was more obvious in R1549 than in LH11 with Al^3+ concentration increasing. To sum up, high Al^3+ concentration treatment induced mitochondrial permeability transition pore opening, increased mitochondrial membrane permeability, decreased mitochondrial membrane Ca^2+ transit system activity so that cytoplasm Ca^2+ concentration increased, cytochrome c released into the cytoplasm, which might induce PCD (programmed cell death) in root tip, and inhibit root growth. Compared with Al-sensitive cultivar, Al-resistant cultivar has less Al^3+ absorption and membrane lipid peroxidation level, higher control ability of Ca^2+-ATPase activity, MPTP opening and ΔΨm maintaining so that is not easy to produce PCD under low Al^3+ concentration stress. It may be one of reasons for Al resistance mechanism in plant.

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期刊信息
  • 《作物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所
  • 主编:万建民
  • 地址:北京海淀区中关村南大街12号中国农业科学院
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zwxb301@caas.cn
  • 电话:010-82108548
  • 国际标准刊号:ISSN:0496-3490
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1809/S
  • 邮发代号:82-336
  • 获奖情况:
  • 2002年-第三届中国科协优秀科技期刊二等奖,2002-2009年-百种中国杰出学术期刊,2004年获“全国优秀期刊一等奖”,2005年获第三届国家期刊奖提名奖,2009年评为“2008年度中国精品科技期刊”,2009年被评为“新中国60年有影响力的期刊”,2011年获"第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49369