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本文以水稻为材料,用溶液培养法对稀土元素镧对水稻根质膜透性和根系分泌物中的影响。目的在于探讨水稻根系在单一稀土镧胁迫条件下根质膜透性和根系分泌中组分的变化情况,寻求敏感式特征分泌物,为稀土农用的安全性评价提供参考数据。 实验结果表明,镧的浓度不同,对水稻根质膜透性产生了完全不同的影响。在低浓度时,镧对根质膜透性起一定的稳定作用表现为根质膜电解质外渗率下降。用10和50ug/ml的镧处理在6-54小时内,根质膜电解质外渗率均低于对照,说明低浓度的镧可以稳定细胞膜,减少电解质外渗率。在此浓度下,根系分泌物中有机组分(如氨基酸、有机酸)和无机组分(K+、H+、Ca2+和P)的含量比对照低。 镧的浓度升高,随着时间的延长,电解质外渗率呈现短时间抑制,长时间促进的规律。镧的浓度升高(100—400ug/ml)时,在短时间内如6小时,对根细胞膜起一定的稳定作用。长时间处理(t>6小时),使电解质外渗率增大,并且高于对照,使根原生质膜出现一定的损害。高浓度的镧(c>500 ug/ml)时,即使短时间的处理,也会使电解质外渗率提高,这可能和高浓度的镧使根细胞原生质膜破坏所致。此时根系分泌物中有机组分(氨基酸和有机酸)与无机组分(K+、H+、Ca2+和P)的含量均比对照高。 进一步分析可以看出根质膜电解质外渗率受镧的浓度和胁迫时间的影响。当镧的浓度一定时,处理时间越长,电解质外渗率越大;当处理时间一定时,镧的浓度越大,电解质外渗率越大,对细胞膜的破坏越大。同时根系分泌物中K+和P含量的变化与电解质外渗率的变化规律相似,相关性分析表明其相关系数分别为0.963和0.915分别达到了极显著水平。 根系分泌物中的氨基酸种类在18种常见的氨基酸中除色氨酸外,其余均能检测到。其中脯氨酸含量的变化显著。碱性氨基酸的增加量比酸性氨基酸大。而有机酸的种类共有5种:草酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸和乳酸。有机酸总量和各有机酸的变化规律和氨基酸相似即:低浓度抑制高浓度促进。而琥珀酸的分泌量在任何一个镧浓度均低于其他4种有机酸。其中草酸的分泌量在任何一个澜浓度均高于其他4种有机酸。草酸是否可以作为谰胁迫水稻幼苗时水稻分泌的敏感性物质还有待于进一步的研究。