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作物学报 ›› 2009, Vol. 35 ›› Issue (6): 1059-1067.doi: 10.3724/SP.J.1006.2009.01059

• 耕作栽培·生理生化 • 上一篇    下一篇

铝胁迫对花生根尖线粒体膜生理特性的影响

詹洁1,寇瑞杰1,李创珍1,何虎翼2,何龙飞1,*   

  1. 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
  • 收稿日期:2008-11-24 修回日期:2009-02-17 出版日期:2009-06-12 网络出版日期:2009-04-16
  • 通讯作者: 何龙飞,E-mail:lfhe@gxu.edu.cn
  • 基金资助:

    本研究由国家自然科学基金项目(30560070)资助。

Effects of Aluminum on Mitochondrial membrane Physiological Characteristics in Peanut Root Tips

ZHAN Jie1,KOU Rui-Jie1,LI Chuang-Zhen1,HE Hu-Yi2,HE Long-Fei1*   

  1. 1College of Agronomy,Guangxi University,Nanning 530005,China;2Institute of Economic Crops,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,China
  • Received:2008-11-24 Revised:2009-02-17 Published:2009-06-12 Published online:2009-04-16
  • Contact: HE Long-Fei,E-mail:lfhe@gxu.edu.cn

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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Ca2+-ATP酶活性和Ca2+含量呈下降趋势，且随铝溶液浓度增加而加快，R1549的线粒体Ca2+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Ca2+转运系统活性降低，使胞质Ca2+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Ca2+-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。

关键词: 铝胁迫, 花生, 根尖, 线粒体, 透性生理

Abstract:

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 Al3+ concentration detection in root tips. The concentration of mitochondrial MDA in two cultivars root tips increased after Al3+ treatment that of R1549 was higher than that of LH11. The difference between two cultivars in mitochondrial MDA concentration was very significant in 20ΔΨ decreased significantly, mitochondrial Cyt c/a ratio reduced, which was more obvious in R1549 than in LH11 with Al3+ concentration increasing. To sum up, high Al3+ concentration treatment induced mitochondrial permeability transition pore opening, increased mitochondrial membrane permeability, decreased mitochondrial membrane Ca2+ transit system activity so that cytoplasm Ca2+ 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 Al3+ absorption and membrane lipid peroxidation level, higher control ability of Ca2+-ATPase activity, MPTP opening and ΔΨm maintaining so that is not easy to produce PCD under low Al3+ concentration stress. It may be one of reasons for Al resistance mechanism in plant.

Key words: Aluminum stress, Peanut(Arachis hypogaea L.), Roottip, Mitochondria, Permeability physiology

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