表面活性剂与2,4-二硝基酚对小麦离体根的K~ 运转和盐呼吸的效应

表面活性剂对小麦离体根K~ 吸收和呼吸的抑制效应不同于解链剂DNP,表现在表面活性剂对小麦离体根K~ 吸收的抑制作用大于它对呼吸的抑制作用,和对KCI刺激的呼吸几乎没有影响;而DNP对小麦离体根呼吸的影响大于它对K~ 吸收的抑制作用,并几乎消除了KCI刺激的呼吸。看来两者通过不同的途径影响小麦离体根K~ 的吸收,DNP的抑制作用主要是氧化磷酸化解链的次生效应,而表面活性剂则可能直接对细胞膜和细胞膜的K~ 传递系统起作用。三种不同类型的表面活性剂对小麦离体根K~ 吸收显现出某些不同的效应,阳离子型表面活性剂氯化十六烷基三甲基铵(CTMA)和非离子型表面活性剂聚氧乙烯山梨醇月桂酸酯(Tween-20)在低浓度时对小麦离体根K~ 吸收有促进作用,阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)没有这种表现。这种现象可能与表面活性剂带电荷的性质,和它们与膜的作用方式有关。对CTMA和SDS引起小麦离体根K~ 外流的溶液紫外吸收光谱检测的结果表明,有在260和280mμ呈现吸收峰的物质从根上掉下来,并与Folin酚试剂起呈色反应,这些物质可能与小麦离体根K~ 吸收能力的丧失有联系。     

钒酸钠、叠氮钠对小麦根细胞K~+吸收和质膜K~+-Mg~(2+)-ATPase的作用

Neurospora细胞膜质子泵(H~+-ATPase)专一性抑制剂钒酸钠,抑制小麦离体根K~+的吸收与H~+分泌,并抑制小麦根细胞膜-K~+-Mg~(2+)-ATPase活力。它对K~+吸收的抑制效应,可能是抑制质膜K~+-Mg~(2+)-ATPase活力的结果。而且在起抑制作用的时间上有明显地不同,表明钒酸钠对K~+、H~+在细胞膜中的通道影响不同。叠氮钠解链小麦根的呼吸,降低根细胞的ATP水平,但从实验开始就完全抑制小麦根K~+的吸收,对质膜K~+-Mg~(2+)-ATP-ase的活力没有影响。可能叠氮钠只阻止“载体”对K~+接受的过程。应用~86R_b+示踪的K~+吸收试验表明,钒酸钠对小麦根K~+吸收的抑制%,不为增加外部溶液K~+浓度而减低。增加底物ATP浓度,也不能减低钒酸钠对质膜-ATPase的抑制%。钒酸钠的抑制作用是非竞争性抑制。~3H-亮氨酸渗入试验表明钒酸钠对“载体”的合成没有干扰作用。VO_4~(3-)离子明显促进小麦根的呼吸,并提高根细胞的ATP水平,这种ATP水平的提高,可能是质膜-ATPase受到抑制,主动运输过程减弱的结果。     

表面活性剂Tween-20对离体小麦根钾离子运转的影响

低浓度的Tween-20不仅抑制小麦离体根的K~ 吸收,而且还引起K~ 的外流。抑制K~ 吸收和促进K~ 外流的程度随着Tween-20浓度的提高,处理时间的延长而加深。Tween-20对K~ 运转的抑制作用,可以用去离子水洗去。Twen-20浓度在0.01～0.01％范围内促进小麦根细胞膜上KCl刺激的ATP酶活力,但它的浓度在0.05％以上时则抑制这种ATP酶的活力。延长Twen-20预处理膜-ATP酶的时间,Tween-20抑制膜-ATP酶活力的作用增强。Tween-20抑制 K~ -ATP酶活力的程度大于Mg~(2 )-ATP酶。Tween-20的分子透入细胞膜之后,可能暂时引起膜类脂双分子层分子结构的改变,影响了膜对K~ 的透性;还可能变动膜-ATP酶周围的脂肪环境,当膜-ATP酶的脂肪环境受到Tween-20轻微影响时,酶活力被促进;当脂肪环境的变动加大时,酶活力被抑制。Tween-20对膜-ATP酶活力的影响可能是它影响小麦根细胞K~ 主动吸收的原因。     

小麦离体根K~ 吸收能力的诱导提高与原生质膜-ATP酶活性及膜磷脂/膜蛋白比率变化的关系

小麦离体根在通气的去离子水中或0.1mM CaSO_4溶液中浸洗24小时,显著地增加K~ 的吸收速率。0.1mM CaSO_4溶液浸洗的增益效应大于去离子水。经0.1mM CHI,2mM FPA和0.01mM ABA浸洗24小时的小麦根,K~ 的吸收明显的降低,但它们对未经预处理的小麦根的K~ 吸收没有影响。小麦根匀浆经不连续梯度离心获得的34—45％蔗糖溶液介面处富含原生质膜部分和45％蔗糖浓度溶液中的沉降膜微囊(membrane vesicle),都有Mg~(2 ) K~ -ATP酶活性。从去离子水或0.1mM CaSO_4溶液浸洗过的小麦根获得的两部分膜制剂中,ATP酶的活性高于对照,而经CHI,FPA或ABA预处理过的小麦根的膜制剂内,ATP酶的活性低于对照。这些ATP酶活性的变动与K~ 吸收能力的增减呈正相关,与膜磷脂/膜蛋白的比率呈负的相关性。     

渗透震动对小麦离体根离子吸收的影响

0.3M甘露醇对小麦离体根作渗透震动处理,降低K~+、C1~-的吸收速率;0.5、0.8M甘露醇不仅严重地抑制吸收,有时还引起离子的外流。0.3M甘露醇处理后的小麦根在通气的0.1mM CaSO_4中浸洗,可以全部恢复离子吸收的能力;0.5M、0.8M甘露醇处理的只能部分恢复离子吸收能力。环已酰亚胺及对氟苯丙氨酸对吸收能力的恢复有抑制作用。小麦根在渗透震动之后,在吸收速率恢复后再进行一次渗透震动,仍能降低离子吸收速率。小麦根在渗透震动过程中释放的蛋白质中有一部分与离子吸收有关。渗透震动处理对小麦根呼吸的影响不大。     

表面活性剂和Ca~(++)对大麦根质膜透性的作用

阳离子型表面活性剂(CTMA)以低于CMC的浓度、非离子型表面活性剂(Triton-X-100)以高于CMC的浓度引起大麦离体根K~+及可溶性糖的外流,并有浓度效应。5℃时表面活性剂引起溶质外流,CTMA预处理10 min后,Ca~(++)无抑制作用。Ca~(++)与 Triton-X-100同时处理大麦根促进溶质外流。Mg~(++)、Mn~(++)对CTMA及Triton-X-100引起溶质外流的效应与Ca~(++)的相类似,但不如Ca~(++)有效。     

中性环境中铝盐絮凝剂对典型作物的生态毒性效应

采用种子发芽和根伸长抑制的陆生生态毒理方法,在中性条件(pH=7.0)下对铝盐絮凝剂(AlCl₃)的生态毒性效应进行了研究.结果表明,AlCl₃溶液在pH=7.0时,与其酸性条件(pH=4.0)相比对萝卜、白菜和小麦等受试作物种子发芽和根伸长均表现出抑制作用,且发芽抑制率和根伸长抑制率与铝浓度均呈极显著相关(P＜0.01).尽管在酸性条件下AlCl₃对白菜和小麦根伸长抑制效应比相同浓度中性条件更为强烈,但对萝卜根伸长的抑制程度在相同铝浓度条件下则是pH=7.0时明显大于pH=4.0时,在低浓度时萝卜发芽抑制率也是中性条件明显高于酸性条件.同时,铝盐在中性条件下对萝卜、白菜的发芽和根伸长产生明显抑制效应的起始浓度低于酸性条件(＜2.0 mg·L^-1).     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇对K~＋刺激的小麦根质膜ATP酶活性、K~＋吸收、外渗及再分配的影响

１０－８ｍｏｌ／Ｌ的ＤＯＮ毒素加入小麦根质膜制剂中可促进Ｋ＋刺激的ＡＴＰ酶活力,１０－６ｍｏｌ／Ｌ开始呈抑制效应,抑制程度随ＤＯＮ浓度加大而提高。根尖（５ｃｍ）离体根段于０．５ｍｍｏｌ／Ｌ的ＫＣｌ中,１０－８ｍｏｌ／Ｌ的ＤＯＮ能促进根段Ｋ＋吸收,１０－６ｍｏｌ／Ｌ以上浓度则Ｋ＋吸收呈抑制,１０－２ｍｏｌ／Ｌ浓度下根段的净吸收为负值,表明组织中Ｋ＋大量外渗。根段置蒸馏水中６ｈ,４ｍｍｏｌ／Ｌ的ＤＯＮ即导致振段Ｋ＋渗漏。用ＤＯＮ处理整株小麦根,浓度在０．２５ｍｍｏｌ／Ｌ以上可促进Ｋ＋从植株其它部位向根运输,而浓度在８ｍｍｏｌ／Ｌ时即抑制Ｋ＋向根富集,且根内Ｋ＋明显渗漏。     

Ca~(++)促进大麦根K~+吸收的过程分析

吸收溶液中CaCl_2促进了大麦根K~+净吸收,Ca~(++)本身对H~+分泌无影响,Cl~-减少了H~+净分泌量。 含有~(86)Rb的大麦根在1m mol/L KCl溶液中发生~(86)Rb外流,在H_2O、1m mol/L NaCl或0.5 m mol/L CaCl_2中没有明显外流。VO_4~(3-)、NaN_3和4℃低温均可以减少根段在1m mol/L KCl溶液中的~(86)Rb外流量。Ca~(++)抑制K~+(~(86)Rb~+)的外流,EDTA加剧外流,Ca~(++)可以逆转EDTA的效应。 Ca~(++)抑制K~+(~(86)Rb)外流和促进K~+净吸收的趋势相吻合。K~+吸收的通量分析结果表明,Ca~(++)抑制K~+通过质膜的外流,促进K~+由细胞质向液泡中转运,而不影响K~+通过质膜的内流速率。     

SA浸种对盐胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响

以小麦盐敏感品种鲁麦15为材料,研究了外源水杨酸(salicylic acid,SA)浸种对100 mmol/L NaCl胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响。研究结果表明:盐胁迫下,无论经SA浸种还是未经SA浸种,小麦幼苗的生长均受到明显抑制,干、鲜重显著下降;0.1 mmol/L、0.2 mmol/L和0.3 mmol/L SA溶液浸种均能显著缓解NaCl胁迫对小麦幼苗生长的抑制,其中以0.2 mmol/L SA溶液浸种预处理效果最好。实验中,0.2 mmol/L SA浸种可显著提高盐胁迫下小麦种子β-淀粉酶的活性和吸胀速率。此外,与未经SA浸种的盐胁迫小麦幼苗相比,0.2 mmol/L SA浸种的盐胁迫小麦幼苗整株的干、鲜重显著增加,幼苗体内Na~+含量降低,K~+含量和K~+/Na~+比值显著提高;同时,小麦幼苗叶片中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性升高,而丙二醛(MDA)含量则显著降低。由此可以得出,SA浸种能有效提高盐胁迫下小麦幼苗体内K~+/Na~+比值,提高SOD、CAT和POD的活性,减轻膜脂过氧化程度,以缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,从而提高耐盐性。     

铵减弱拟南芥主根向地性及其相关作用途径

向地性是决定植物根系空间构型的主要因素之一,对植物锚定和水分养分吸收至关重要。除了重力,根系向地性还受土壤环境因子影响。本文采用琼脂培养方法,研究了铵对拟南芥主根向地性反应的影响及相关作用途径。结果表明：短期内,不同浓度（NH4）2SO4均显著抑制主根向地性弯曲,但随着时间的延长,根尖向地性角度逐渐变小。而等（NH4）2SO4浓度的NaCl对主根向地性抑制效应较小,不同浓度的甘露醇不阻碍主根向地性弯曲。纽织化学染色结果显示铵处理12h以内,Col-0根尖没有淀粉体的快速降解过程,并且铵对淀粉体缺失突变体pgm—1主根向地性的影响同Col-0相似。铵处理部分恢复生长素转运载体突变体auxl-22和eir1-1主根向地性缺失。这些结果表明,铵对拟南芥主根向地性的影响独立于根尖淀粉体参与的重力感应途径。     

高等植物钾离子吸收的调节

本文着重讨论了植物组织含 K~ 量对根部吸收 K~ 的影响,综合分析已有的实验结果,就根的含K~ 量(Q_r)和地上部的含K~ 量(Q_s)对根吸收K~ 的作用提出了新的见解。即Q_s大于植物生长需 K~ 临界值(Q_o)时,Q_r接调节其对K~ 的吸收;若 Q_s小于Q_o,Q_s则在根对K~ 吸收调节中起主导作用。本文还讨论了K~ 吸收调节的数学模型及调节机理。     

石蒜对萝卜、黄瓜、番茄和油菜幼苗的化感效应

在室内用离体生测方法研究了石蒜水浸提物对萝卜、黄瓜、番茄和油菜的化感效应.结果表明, 石蒜水浸提物对4种植物种子的萌发和幼苗生长均具有较强的抑制作用.4种受体作物中,以番茄最为敏感,最低浓度0.0125 g·ml^-1处理下,番茄种子完全受到抑制不能萌发,油菜、萝卜与黄瓜种子的萌发抑制率分别为17.73％、14.97％和2.65％.相同浓度处理时,石蒜水浸提物对萝卜、黄瓜及油菜芽的生长抑制作用高于对根的抑制作用.采用去胚乳小麦生长法和高梁河沙法测定了石蒜甲醇浸提物对光合作用和非光合作用抑制活性.结果表明,石蒜甲醇浸提物对去胚乳小麦和高梁的生长有较强的抑制作用,对高梁芽和根生长的抑制作用高于对去胚乳小麦根和芽生长的抑制,说明石蒜对植物的化感效应主要体现在抑制非光合作用活性上,但也一定程度地抑制植物的光合作用.     

叶绿体膜的结构与功能 Ⅱ.钾离子和镁离子对两种类型叶绿体膜吸收光谱及光系统Ⅱ功能的影响

研究不同阳离子和不同阳离子浓度对两种类型的叶绿体膜吸收光谱和光系统Ⅱ功能的影响。观察到一价的 K~ 和二价的 Mg~(2 )对发育完善的叶绿体膜的吸收光谱具有同样的效应,它们均降低这种叶绿体在红区和蓝区的吸收峰,峰值的降低与离子浓度成正相关。而在发育不完善的叶绿体中却没有观察到类似的现象。在不同浓度的 K~ 和 Mg~(2 )的存在下,红区的吸收峰几乎完全重叠,仅在蓝区稍有变化。不同浓度的 K~ 和 Mg~(2 )对上述两种类型的叶绿体膜的 DCIP 光还原速度均有促进作用,但是它们的促进作用有相当大的差别。本文还讨论了阳离子对这两种类型叶绿体膜吸收光谱和光系统Ⅱ活力不同影响的原因。     

不同耐盐性小麦根Na~+和K~+的吸收特性

以耐盐小麦品种‘德抗961’和盐敏感小麦品种‘鲁麦15’为材料,研究小麦根Na+、K+吸收特性及其与耐盐性关系。结果表明,2个小麦品种根K+吸收动力学曲线均符合Michaelis-Menten方程,即V=Vmax×[S]/([S]+Km)+k×[S]。低浓度(低于25mmol·L-1)NaCl处理对根高亲和K+吸收系统转运K+具有促进作用,对耐盐品种‘德抗961’的促进作用更大。小麦根高亲和K+吸收系统是通过K+/H+同向转运,而不是K+/Na+同向转运。NaCl处理对根低亲和K+吸收系统有抑制作用,对盐敏感品种‘鲁麦15’的抑制作用更大。NaCl处理导致2个小麦品种根和叶片中的K+含量显著下降,Na+含量显著升高,但‘德抗961’根和叶片中的K+含量均显著高于‘鲁麦15’,‘德抗961’根中Na+含量显著高于‘鲁麦15’,而其叶片中Na+含量显著低于‘鲁麦15’,从而保证NaCl胁迫下其叶片较高的K+/Na+比。非选择性阳离子通道是小麦根Na+吸收的主要途径,K+通道是Na+吸收的一条重要途径。这些结果表明小麦部分通过调节根系K+吸收系统而维持叶片较高的K+/Na+比,从而提高其耐盐性。     

截叶毛白杨叶组织培养成株的研究

本文对截叶毛白杨叶肉组织用离体培养法获得完整植株的培养条件进行了研究。结果表明:叶肉组织切块在含有1.5毫克/升6-BA和0.1毫克/升α-NAA的F琼脂培养基上培养24天后,可分化出绿色小芽。一个月后,将培养物转移到新鲜的原培养基中,或含有0.5毫克/升6-BA与0.1毫克/升a-NAA的F培养基中培养,促进了小苗的继续分化。将无根小苗移入含0.1毫克/升6-BA和0.1毫克/升α-NAA的F培养基中培养7天左右就可以诱导出根,形成整个植株。本文就不同种类的不同浓度的细胞分裂素(6-BA,KT)和生长素(α-NAA,IAA)单独,或相应配合对叶片切块分化芽的作用,以及根的诱导进行了比较。     

空心莲子草K~+吸收的动力学研究

溶液培养120～180天的空心莲子草的最大吸K_+速率为1.8～2.1μmol·g~(-1) FW·h~(-1);K_m值8.0～14.0μM,比一般农作物的都小;开始在体内累积K~+的外液K~+浓度小于0.2μM。空心莲子草在自然土壤和水体环境中能较快地富集钾素。 NH_4~+浓度100μM以上对K~+吸收有显著抑制作用,和对照相比抑制达50％以上,而Na~+则需大于500μM时才对K~+吸收有显著影响。     

盐胁迫下Ca~(2 )对小麦根无机离子分布和膜脂脂肪酸的影响

用扫描电镜、X—射线能谱仪和等离子耦合吸收光谱(ICP)分析发现,培养在含NaCl培养液中,小麦柜吸收大量Na~ 和Cl~-,K~ 和Ca~(2 )的吸收降低,质膜相对透性提高,K~ 、Na~ 和Cl~-的相对外渗百分率增加。培养在补充CaCl_2含NaCl培养液的,Na~ 和Cl~-含量明显减低,K~ 和Ca~(2 )提高,质膜相对透性下降,K~ 、Na~ 和Cl~-相对外渗百分率减少。由气相色谱分析可知,用含NaCl或补充CaCl_2培养液培养的幼苗,根的膜脂脂肪酸组分没有变化,但培养在补充CaCl_2的培养液中的根,亚麻酸含量和脂肪酸不饱和指数下降。     

吲哚乙酸对向日葵黄化幼苗下胚轴切段钾离子吸收的调节

IAA处理经适应性老化后的向日葵6～7日黄化幼苗的下胚轴切段,能显著促进它们的K~ 吸收和H~ 分泌。钒酸钠处理强烈地抑制K~ 吸收和H~ 分泌。IAA处理不改变K~ 吸收的V_(max)而使K_m明显变小。IAA处理显著促进在去离子水中的向日葵下胚轴切段的呼吸。KCl单独处理以较小的程度促进呼吸。IAA与KCl共同处理对呼吸的促进作用分别大于单独用IAA或KCI处理的促进作用,但小于这两个单独处理的促进作用之和。IAA促进的K~ 吸收并没有引起呼吸的进一步增加。IAA预处理向日葵下胚轴使从中提取的富含质膜制剂的K~ 刺激的ATP酶活力提高44.0％。在未经IAA预处理的富含质膜制剂中加IAA,K~ 刺激的ATP酶活力提高48.7％。IAA可以直接在质膜水平上促进向日葵下胚轴的质膜K~ 、Mg~(2 )—ATP酶活力。     

薄荷离体茎的形态分化研究 Ⅱ.MH对于离体培养下茎端的影响

本文讨论了薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)的离体茎端,在不同浓度的MH溶液作用下所产生的各种影响。薄荷的离体茎端,培养于怀特(White)基本培养液中,经过一星期待开始形成不定根时,分别加入0.1p.p.m.、1p.p.m.、10p.p.m.、100p.p.m.的MH溶液。在0.1p.p.m.、1p.p.m.浓度下,离体茎端的生长仍比较正常,并有一些促进生长的作用。除1p.p.m.浓度对叶肉细胞稍有扩大以外,对于茎端和叶子的大体结构,并未引起明显的变化。在10p.p.m.、100p.p.m.的浓度中,离体茎端的伸长受到抑制。尤其是在100p.p.m.的浓度作用下, 茎端的细胞一般肿大,细胞内高度液泡化,核仁变为分散的小颗粒。生长锥的细胞分层现象消失,周围的叶原基也显著膨大。根的生长与新根的形成也受到严重抑制,根端出现纺锤形肿大或具凹凸不平的皱褶。皮层及表皮层的细胞特别增大,引起了皮层与中柱的组织分离。在这些处理中,根端所受的影响最为强烈。