用核素示踪研究小麦根系Na_外排速率的两种方法

将小麦种子 ( Triticum aestivum , 陇春 23) 置白瓷盘 中铺有吸水纸的筛网架上 , 于 25 ℃ 暗培养 , 浇蒸馏水
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Note: Values are means ± SD ; Different letters after data within the same column indicate significant difference at P < 0105 (Duncan test) .
111 材料培养及盐处理
根系质膜上的 Na 外排是否也是小麦的主要耐盐机制 之一 ? 植物根系离子外排速率的核素示踪测定方法主要 有两种 : 一种是通过测定植株体内示踪核素的减少来
收稿日期 :2007209217 接受日期 :2007212226 基金项目 : 国家自然科学基金 (30770347 , 30671488 , J0630962) ,863 计划 (2006AA10Z126) 作者简介 : 王春梅 (19812) ,女 ,四川乐至人 ,硕士研究生 ,主要从事植物逆境生理生态与分子生物学研究 。E2mail : wang- chm05 @lzu. cn 通讯作者 : 王锁民 (19652) ,男 ,甘肃宁县人 ,博士 ,教授 ,主要从事植物逆境生理生态与分子生物学研究 。 E2mail : smwang @lzu. edu. cn 。
22 + Abstract :Two methods of nuclide isotope ( Na ) tracer methods : plant analyzing and efflux solution analyzing , were used
and compared for measuring Na efflux rate of wheat root . The results showed that roots of wheat had evident ability to pump the Na out and enhanced along with the increase of NaCl stress concentration to prevent excessive Na accumulated in plant . Na efflux rates were no significant difference between the two methods , though the rates were little higher from efflux solution analyzing method. The efflux solution analyzing method was recommended due to its facility and low system error. Key words :radioactive isotope ; Na
370
核 农 学 报 2008 ,22 (3) :370～373
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
文章编号 :100028551 (2008) 032370204
用核素示踪研究小麦根系 Na 外排速率的两种方法
王春梅 李 湛 伍国强 张金林 王锁民
22 + + + +
+
tracing technique ; Na efflux rate analyzing method
[1 ]
+
土壤盐渍化严重影响农业的持续生产
15 亿 hm 可耕地中 , 约 5 %受盐渍影响
2 [2 ]
。全球
计算离子的外排速率 率
[9～16 ]
[8 ]
, 即植株法 ; 另一种是通过测
所有数据用平均值 ± 标准误差表示 ,用 SPSS 程序 对所有数据进行差异显著性分析 。
2 结果与分析
211 NaCl 处理对小麦根鲜重的影响
从表 1 可以看到 , 小麦根系鲜重随着盐浓度的升 高差异不显著 ,说明 7d 的盐分递增处理并没有显著影 响到小麦根系的生长 , 以此为基础的试验是具有可行 性和可比性的 。
1 2 1 1
1
(1. School of Pastoral Agriculture Science and Technology , Lanzhou University , Lanzhou , Gansu 730000 ; 2. School of Nuclear Science and Technology , Lanzhou University , Lanzhou , Gansu 730000)
22 + +
+
1
2
1
1
1
(11 兰州大学草地农业科技学院 ,甘肃 兰州 730000 ; 21 兰州大学核科学与技术学院 ,甘肃 兰州 730000)
摘 要 :采用 Na 同位素示踪法研究小麦在 NaCl 胁迫下根系的 Na 外排能力 ,并对植株法与外排液法 2
种测定方法进行了比较 。结果表明 ,小麦根系在 NaCl 胁迫下具有明显的 Na 外排能力 ,且随着 NaCl 浓 + 度增加而增强 ,以阻止过多的盐分在体内积累 。使用外排液法在 3 个盐浓度下所测得 Na 外排速率均 略高于植株法 ,但 2 种测定方法差异不显著 ,结果基本一致 。综合比较表明 ,在植物根系 Na 外排速率 的测定中 ,拟推荐采用外排液法 ,使操作简便并能减少系统误差 。
。在盐分胁
+
定介质中示 踪 核 素 的 增 加 量 来 计 算 离 子 的 外 排 速
,即外排液法 。两种方法尚缺乏比对试验 。本
+ +
迫下 ,植物进化出了多种抗盐机制 , 如盐腺分泌 、 液泡 膜区隔化 、 离子选择性吸收以及根系质膜上的 Na 外 排等
[1 ,3 ]
试验研究了盐分胁迫下小麦的耐盐策略及根系的 Na 排速率的测定结果 。
关键词 : 放射性同位素 ; Na 示踪技术 ;Na 外排速率测定方法
22 + + +
+
METHODS OF Na + EFFL UX RATE OF WHEAT ROOT MEASURED BY NUCLIDE TRACER
WANG Chun2mei LI Zhan WU Guo2qiang ZHANGJin2lin WANG Suo2min
表1 不同浓度 NaCl 处理对小麦根系鲜重的影响
理液) 中外排 ,外排 2min 后取出 ,吸干表面水分 。从根 茎结合处分开茬与根 , 测定根鲜重 。吸取 1ml 外排液 与 2ml 闪烁液在计数管中混匀成均相 , 静置 12h 后在 液体闪烁计数器 ( Beckman LS6500 ) 中计数 , 测定并计 22 + 算外排液中 Na 每分钟的计数 ( cpm) ,设 8 个重复 ,每 个重复 2 棵苗 。 [8 ] 11312 植株测定法 参考 Matsushita 与 Matoh ( 1991) 的方法 ,经过适当修改 , 步骤如下 : 前 4 个步骤同外排 液法 ( 包括 7d 盐处理 ,12h 标记 ,15min 去头处理 , 洗掉 22 + 质外体空间的 Na 后吸干表面水分 ) , 然后分两批进 行试验 。一批小麦用于测定外排前植株体内的 cpm : 分开茬与根 ,测定鲜重后将根放入计数管 ,加入 2ml 闪 烁液 ,静置 12h 后计数 。另一批小麦用于测定外排后 植株体内剩下的 cpm : 将根浸入 5ml 对应外排液中外 排 ,2min 后 取 出 , 轻 轻 吸 干 根 表 面 水 分 , 放 入 含 20mmolΠ L CaCl2 的对应浓度盐处理液中润洗 3 次 ( 同
。动物与微生物质膜上的 Na 外排已经很清
+ [4 ]
+
外排情况 ,并比较了植株法与外排液法对根系 Na 外
楚 ,但植物质膜上的 Na 外排还存在争议
+ +
。目前发
现拟南芥与水稻上可以通过质膜 Na Π H 逆向转运蛋 白
[5～7 ]
进行 Na 外排 , 但在小麦上还没有充分证据 。
+Baidu Nhomakorabea
+
1 材料与方法
22 + 上) ,以去掉质外体空间的 Na 。取出并再次轻轻吸
Table 1 Effects of NaCl concentrations on fresh weight of wheat root
NaCl 浓度 NaCl concentration (mmolΠ L) 0 25 100 200
根鲜重
2min ,2min ,3min ,以去掉质外体空间的 Na 。轻轻吸 干根表面水分 ,放入 5ml 对应外排液 ( 对应浓度的盐处
22 +
测定本底值 。 11313 根系 MDA 含量测定 按照 111 的材料培养方 法将培养好的小麦以 0 、 25 、 100 、 200mmolΠ L NaCl 的营 养液处理 7d 后 ,取小麦根系 ,吸干根表面水分 ,测定根 鲜重 。根中丙二醛 (MDA) 含量测定步骤参见赵世杰等 ( 1994) [17 ] 。设 8 个重复 ,每个重复 2 棵苗 。
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3期
用核素示踪研究小麦根系 Na + 外排速率的两种方法
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萌发 。3d 后改光照培养 16h ( 昼 ) Π 8h ( 夜 ) , 光强度约为 2 μ 600 molΠ m ,并改浇 Hoagland 营养液 。光照 2d 后移至 盛有 Hoagland 营养液的培养盒中 ,每 2 棵为一组 ,每个 培养盒内设置 8 组 , 继续用通气泵加气培养 2d 后 , 以 含有 0 、 25 、 100 、 200mmolΠ L NaCl 的营养液作为盐处理 液进行胁迫处理 ,处理时间为 7d 。 22 + 112 Na 示踪核素标记 22 + μ Na 100 Ci 购自中国同位素公司 , 用去离子水 μ 稀释至 1ml 备用 。配制标记液时从中取出 10 l , 分别 加入到 5ml 25 、 100 、 200mmolΠ L NaCl 的盐处理液中混匀 (22 Na + 的量对 NaCl 浓度的影响可以忽略 ) 。再从三个 μ 浓度的标记液中各取出 10 l 计数 ,3 次重复 ,以计算示 22 + + μ 踪核素 Na 的比活度 Sa ( cpm Π mol Na ) 。然后将盐 胁迫处理 7d 后的小麦转移到相应盐浓度的标记液中 进行标记 ,12h 后进行下面的试验 。 113 分析测定 [15 ] 11311 外排液测定法 参考 Davenport ( 2005 ) 的方 法 ,经过适当修改 , 步骤如下 : 为消除地上部蒸腾对 22 + Na 外排的影响 ,外排前对标记 12h 后的麦苗进行去 头留茬处理 ( 留茬 115cm) 。去头 15min 后从标记液中 取出麦苗 ,用吸水纸轻轻吸干根表面水分 , 放入含 20 mmolΠ L CaCl2 的对应浓度盐处理液中润洗 3 次 ,分别为
11314 数据处理及计算 Na 的比活度 Sa = 10 ×
22 + 3
( 标记液计数 - 本底值) Π ( 标记液体积 × 标记液中 NaCl
22 + + μ 浓度) ; ( 式中 : Na 的比活度单位 cpmΠ molNa , 标记 μ 液计数为 10 l 的计数 ,NaCl 浓度单位 mmolΠ L) ( 22 Na + 的比 外排速率 ( 外排液法 ) = 外排液计数Π
fresh weight of root (g) 0111 ± 01008a 0111 ± 01005a 0110 ± 01007a 0110 ± 01008a
注 : 鲜重值以平均值 ± 标准误差表示 ; 相同列上数据后的不同字母表示 差异显著 , P < 0105 (Duncan test) 。下图同 .
活度 × 根鲜重 × 外排时间) 外排速率 ( 植株法) = ( 外排前根中计数 - 外排后 (22 Na + 的比活度 × 根中计数) Π 根鲜重 × 外排时间)
+ ( g・ 式中 ,外排速率单位μ root FW・ min) ,外 molNa Π 排液计数 = 1ml 外排液 cpm × 5 , 根鲜重单位 g , 外排时 间 2min 。