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、水稻是我國最重要的糧食作物，在人民的日常生活和整個國民經(jīng)濟中發(fā)揮著十分重要的作用。重金屬鎘污染不但會影響水稻的生長發(fā)育以及稻米的品質(zhì)，而且還可以通過食物鏈傳遞而最終危害人類的生命健康。研究鎘毒害對水稻生長發(fā)育影響的機理意義重大，但目前鎘對水稻的毒害機理仍不清楚。本實驗以在我國廣泛種植的秈稻品種9311作為實驗材料，研究了鎘毒害對水稻幼苗生長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)控作用機理。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、沛k

2、毒害抑制水稻幼苗生長。用不同鎘濃度(0、0.625、1.25、2.5、5、10μM)的CdCl2處理水稻幼苗4天后的實驗結(jié)果表明:低濃度的鎘(0.625μM)對水稻幼苗種子根伸長生長的抑制作用已達顯著水平(P＜0.05），而低濃度的鎘(0.625μM)對水稻幼苗地上部分伸長生長的抑制作用不顯著(P＜0.05）。隨著鎘處理濃度的增加，鎘對水稻幼苗種子根和地上部分伸長生長的抑制作用越來越明顯;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;鎘毒害對水稻幼苗根系生長的抑制效應(yīng)大于對地上部分生長的抑制效應(yīng)，導(dǎo)致鎘毒害水稻幼苗根冠比下降。
　　⑵鎘毒害誘導(dǎo)水稻幼苗根系茉莉酸含量增加，進而降低水稻幼苗根系活力、使水稻幼苗根系對鎘的吸收增加、抑制水稻幼苗根系生長。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，促進水稻幼苗根系茉莉酸含量升高;鎘毒害促進細胞膜中的磷脂水解酶相關(guān)基因——磷脂酶D基因的表達，使根系

4、細胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，細胞膜透性增加，根系活力降低;鎘毒害促進水稻幼苗根系鎘吸收相關(guān)基因的表達，使根系對鎘的吸收增加;鎘毒害抑制水稻幼苗根系細胞分裂和細胞伸長相關(guān)基因的表達，抑制根系生長。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程被抑制，根系茉莉酸含量降低;鎘毒害對水稻幼苗根系磷脂酶D基因表達的促進作用減弱，根系活力增加;鎘毒害對水稻幼苗根系鎘根鎘吸收相關(guān)基因表達的促進作用減弱，根系對鎘的吸收減少

5、;鎘毒害對水稻幼苗根系細胞分裂和細胞伸長相關(guān)基因的表達的抑制作用減弱，根系生長的抑制作用被緩解。上述結(jié)果表明，鎘毒害降低水稻幼苗根系活力、使水稻幼苗根系對鎘的吸收增加以及抑制水稻幼苗根系生長的過程均與鎘毒害誘導(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，進而降低水稻幼苗根系活力、使水稻幼苗根系對鎘的吸收增加、抑制水稻幼苗根系生長。
　?、擎k毒害促進赤霉素鈍化基因的表達，抑制水稻幼苗地上部分生長。鎘毒害能顯

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