鎘對(duì)水稻幼苗根系細(xì)胞膜電位的影響

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1、鎘對(duì)水稻幼苗根系細(xì)胞膜電位的影響鎘對(duì)水稻幼苗根系細(xì)胞膜電位的影響基本知識(shí)實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析中國(guó)大米污染分布基本介紹細(xì)胞膜電位：細(xì)胞膜電壓，是指細(xì)胞膜內(nèi)外之間的電勢(shì)差。靜息電位：指細(xì)胞在沒有受到外來(lái)刺激時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)、外側(cè)所存在的電位差去極化：靜息電位減小甚至消失的過程。超射值：膜內(nèi)電位由零到反極化頂點(diǎn)的數(shù)值。復(fù)極化：去極化、反極化后恢復(fù)到極化的過程。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)本研究以對(duì)Cd敏感性不同的兩個(gè)水稻品種作為試驗(yàn)材料，根據(jù)Cd脅迫條件下的鉀外流情況討論了Cd對(duì)水稻根細(xì)胞膜透性的影響，旨在通過研究Cd對(duì)水稻根細(xì)胞膜性質(zhì)的影響為研究Cd對(duì)作物吸收礦質(zhì)元素的影

2、響機(jī)理提供理論依據(jù)，進(jìn)而為Cd污染條件下的水稻生產(chǎn)提供參考。實(shí)驗(yàn)材料供試材料為淮稻11號(hào)（粳稻）和揚(yáng)稻6號(hào)（秈稻）。種子經(jīng)1%NaClO滅菌，蒸餾水洗凈后在0.2mmo1/LCaSO4溶液中浸泡24h，置于培養(yǎng)箱中35℃暗中催芽。種子露白后轉(zhuǎn)入營(yíng)養(yǎng)液中，置于人工氣候室內(nèi)生長(zhǎng)，每日光照14h，光強(qiáng)250~300μmol·m-2·s-1，溫度（28±1）℃，相對(duì)濕度80％。營(yíng)養(yǎng)液組成為：1.0mmol·L-1NH4+、0.5mmol/LNO3-、0.2mmol/LH2PO4-、1.0Mmol/LK+、0.5mmol/LMg2+、10μmol/LMn2+、0.1

3、Μmol/LMo7O246-、20μmol/LBO33-、0.15μmol/LZn2+、0.15μmol/LCu2+、35μmol/LFe2+、1.0mmol/LSiO32-每日早晚用稀HCl和稀NaOH調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液pH至6.0，每3d更換營(yíng)養(yǎng)液。秧苗在營(yíng)養(yǎng)液中生長(zhǎng)6周后，進(jìn)行膜電位測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法膜電位測(cè)定將水稻幼苗的一條根固定在體積約為1.0mL的有機(jī)玻璃浴池內(nèi)（圖1），以2mL·min-1的速度灌流入含5mmol·L-1MES(2-嗎啉乙磺酸)，0.5mmol·L-1CaCl2和0.05mmol·L-1KCl的基礎(chǔ)緩沖液（以NaOH調(diào)節(jié)至pH6.0）。在顯

4、微鏡,下借助于微操縱儀,將測(cè)量電極的針尖輕輕插入距根尖10~20mm處的表皮細(xì)胞，記錄膜電位的變化。實(shí)驗(yàn)方法膜電位測(cè)定在獲得穩(wěn)定的靜息電位后，將基礎(chǔ)緩沖液更換為含0.1或1.0mmol·L-1Cd2+的處理緩沖液，記錄膜電位的變化。處理液用基礎(chǔ)緩沖液配制，含有相同濃度的MES、K+和Ca2+，Cd2+以CdCl2的形式供給。每個(gè)處理用不同的水稻根重復(fù)8次以上。實(shí)驗(yàn)方法膜電位測(cè)定由于測(cè)量部位處于生長(zhǎng)比較活躍的根尖，很難將微電極尖端較長(zhǎng)時(shí)間地維持在同一細(xì)胞中，因此在考察Cd2+對(duì)膜電位長(zhǎng)時(shí)間的影響時(shí)，先將秧苗根系浸于含1.0mmo1·L-1Cd2+的處理緩沖液

5、中，分別處理0.5、1、2、3、4、5、6、8、10、12h后再進(jìn)行膜電位的測(cè)定。測(cè)定時(shí)灌流入含1.0mmol·L-1Cd2+的處理緩沖液，記錄穩(wěn)定的膜電位值。每個(gè)處理用不同的水稻根重復(fù)12次以上。結(jié)果與分析Cd對(duì)水稻幼苗根表皮細(xì)胞膜電位的影響根據(jù)秧苗根表皮細(xì)胞跨膜電位的試驗(yàn)記錄曲線可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向測(cè)量槽內(nèi)灌流入Cd2+時(shí)，膜電位在幾分鐘內(nèi)即發(fā)生快速?gòu)?qiáng)烈的去極化（圖2），且揚(yáng)稻6號(hào)的去極化程度顯著高于淮稻11號(hào)（表1）。當(dāng)灌流入Cd2+濃度為0.1mmol·L-1的處理緩沖液時(shí)，淮稻11號(hào)在發(fā)生極化之后，大多在隨后的30min內(nèi)發(fā)生了緩慢的復(fù)極化；而揚(yáng)稻6號(hào)

6、僅偶爾出現(xiàn)復(fù)極化現(xiàn)象，此時(shí)若再灌流入不含Cd2+的基礎(chǔ)緩沖液，大多可恢復(fù)到處理之前的極化狀態(tài)。當(dāng)灌流入Cd2+為1.0mmol·L-1的處理緩沖液時(shí)，兩個(gè)水稻品種在30min內(nèi)都維持著去極化狀態(tài)，此時(shí)即使灌流入不含Cd2+的基礎(chǔ)緩沖液，也僅能發(fā)生部分復(fù)極化。結(jié)果與分析就更長(zhǎng)時(shí)間（0~12h）來(lái)看，在1.0mmol·L-1Cd2+處理?xiàng)l件下，膜電位在經(jīng)過了去極化階段后仍有緩慢的恢復(fù)，淮稻11號(hào)在處理6~8h后已接近初始的膜電位值，而揚(yáng)稻6號(hào)在處理12h后仍不能恢復(fù)到處理前的水平（圖3）。謝謝1.0mmol/LCd處理0.1mmol/LCd處理處理處理