富氫水緩解過量硼對水稻種子萌發(fā)的抑制.pdf

1、硼(Boron)是植物必需的微量元素，參與植物的生長發(fā)育、蛋白質(zhì)合成和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)冗^程。然而，硼肥的適用范圍比較狹窄，使用不當(dāng)或土壤中硼含量過多，極易對農(nóng)作物產(chǎn)生毒害。提高水稻對硼毒的抗性，并研究其中的緩解機(jī)制，是亟待解決的問題。氫氣(H2)是近些年新發(fā)現(xiàn)的具有重要作用的氣體信號分子，對植物具有較強(qiáng)的抗氧化作用。推測H2對于緩解硼毒害有積極作用。在本實(shí)驗(yàn)中，用富氫水(HRW)來供給H2并針對以上問題進(jìn)行了研究。研究結(jié)果如下:
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2、.HRW能夠促進(jìn)水稻的萌發(fā)和生長，并增強(qiáng)水稻對硼毒害的抗性。與對照組（蒸餾水培養(yǎng)）相比，在高濃度硼(10 mM H3BO3)溶液培養(yǎng)下，水稻根部的硼含量迅速升高，萌發(fā)率、根長芽長和糖含量等生理指標(biāo)明顯下降;而用HRW對水稻種子進(jìn)行24 h的預(yù)處理后，抑制了硼外轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白BOR1的表達(dá)，減緩了硼在水稻根部的積累，增強(qiáng)了種子的淀粉酶活性、提高了種子的糖含量，并促進(jìn)了種子的萌發(fā)和生長。
　　2.HRW通過調(diào)節(jié)水稻的含水量和果膠甲基酯酶(P

3、ME)活性及擴(kuò)張蛋白(EXP)的表達(dá)來緩解過量硼對根系的毒害。在高濃度硼處理下，水稻的水通道蛋白NIP2;1表達(dá)下降，水份含量指標(biāo)(Total water, RWC，SWC)下降，而HRW預(yù)處理緩解了NIP2;1的表達(dá)下降，增強(qiáng)了水稻的吸水力(WUC)，并使水份含量上升。同時(shí)，過量硼刺激了水稻根部PME相關(guān)基因(PME11、PME14和PME27)的表達(dá)，增強(qiáng)了PME活性，并上調(diào)了EXP相關(guān)基因（EXPA1和EXPB5）的表達(dá)，從而抑制

4、了水稻根系生長;而HRW預(yù)處理則抑制了這些基因的表達(dá)，降低了PME活性，進(jìn)而緩解了過量硼對水稻根系生長的抑制。
　　3.HRW緩解了過量硼對水稻造成的氧化傷害。高濃度硼環(huán)境下，水稻的TBARS含量明顯上升，而用HRW預(yù)處理水稻種子，抑制了脂氧合酶(lipoxidase，LOX)基因LOX的表達(dá)，降低了LOX活性，從而降低了水稻的TBARS積累，緩解了膜脂質(zhì)過氧化傷害。同時(shí)，HRW預(yù)處理促進(jìn)了抗氧化酶（超氧化物歧化酶SOD，抗壞血酸