铈对水稻幼苗生长及抗氧化代谢的影响外文翻译资料

 2022-08-15 15:09:47

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附录A 译文

铈对水稻幼苗生长及抗氧化代谢的影响

摘要

本研究旨在探讨Ce3 对水稻幼苗体内抗氧化代谢的影响。分别用0、0.05、0.1、0.5、1.0、1.5mm的Ce3 处理水稻幼苗。测定水稻的生长指标：叶绿素含量、过氧化氢酶活性、超氧物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2·-）和丙二醛含量。采用电感耦合等离子体质谱（ICP-SF-MS）分析了Ce3 的积累和矿质营养元素的吸收。

研究了Ce3 对水稻根、芽生长及抗氧化代谢的影响。结果发现水稻根中积累的Ce3 含量远高于芽，Ce3 主要分布在根的细胞壁上。此外，不同Ce3 处理对根、芽的K、Mg、Ca、Na、Fe、Mn、Zn、Cu和 Mo的吸收也有影响，表明Ce3 影响根、芽的营养状况，进而影响水稻的生长。 结论是适量的Ce3 能改善水稻的防御系统和生长发育。根系积累的Ce3 含量远高于枝条。此外，不同Ce3 处理对根、芽中k、Mg、Ca、Na、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo的吸收也有影响。

关键词：铈；抗氧化代谢；生长；根；芽；水稻

1 简介

稀土元素（REEs）由17个具有类似化学性质的三价金属元素组成。稀土元素在过去几年中被广泛应用于各种现代工业中，并能进入环境和积累穆拉泰因系统。最近稀土元素对人类健康和环境健康的潜在影响受到了广泛的关注（Zhu等1996年；Gu等2001年；dAquino等2009年）。 根据研究，稀土元素对不同植物生理反应都有影响（Fashui等2000年；Chen等2001年；Hu等 2002年、2004年）。适量的稀土元素不仅可以促进种子萌发和根系发育，而且可以提高收获质量和植物抗逆能力（He An d Xue 2005；dAquino et al，2009年）。REEs能提高叶绿素含量，提高光合速率，增加植物生物量（吴等1983年；张1991年；何和薛2005年）。研究发现，三价铈（Ce3 ）能促进菠菜的生长，增加菠菜的叶绿素含量和光合速率（Fashui等，2001）。2002），适当浓度的Ce3 对荒漠梭菌的细胞生长有积极影响（欧阳等，2003）。

活性氧（ROS），主要包括过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2·-）、单线态氧（1O）和羟基自由基（OH.）, ，它将在生物和物理刺激下在植物中产生（Doke 1983；Jabsetal.1997；Stennistal.1998）。此外，ROS能够作为植物中的信号分子并触发一系列细胞反应（LambandDixon1997；Mittleretal.2004）。当ROS水平超过植物组织的解毒能力时，ROS将对植物有毒。植物有非酶和酶抗氧化剂清除活性氧。非酶抗氧化剂主要包括alpha;-生育酚、谷胱甘肽和抗坏血酸。酶促抗氧化剂主要包括超氧化物歧化酶（SOD，EC.1.15.1.1）、过氧化氢酶（CAT，EC.1.11.1.6）、抗坏血酸过氧化物酶（EC 1.11.1.11）、谷胱甘肽S-转移酶（EC.2.5.1.18）和谷胱甘肽导管酶（EC1.6.4.2）（Aravindaprasad2005），发现SOD、CAT和过氧化物酶（POD）的活性是由REEs诱导的（Fashui等 2002；Nardi等 2004）。La3 通过直接与活性氧反应或通过改善植物的防御系统来保护植物的抗氧化性（Wang等，2009年）。La3 可减轻UV-B辐射引起的氧化损伤，降低H2O2、O2·-、丙二醛（MDA）的含量（Wang等 2009年；彭和周2009年）。

尽管植物对稀土元素的生理生化反应已被广泛报道，但对稀土元素的田间试验和实验室研究结果仍然是相反的（Diatloff等1995a，b，c；1999；He and Loh 2000；von Tucher and Schmidhalter 2005；Wang等人。2005年、2007年）。此外，关于稀土对植物矿质营养和发育的毒性作用的报道较少，对稀土毒性的机理尚不清楚（Dailetal. 2011；Wang等 2011）。进一步说，肠内骨钙素3 的浓度相当于科佩兰茨公司Ce3 Ce3 未被定性为麻醉剂营养素的稀土肥料直到有必要。他们研究了Ce3 对水稻幼苗生长及抗氧化代谢的影响并探讨了Ce3 对水稻生长和抗氧化代谢影响的可能机制。

2 材料和方法

2.1 植物材料与植物生长

采用75%乙醇浸泡60s，0.1%氯化汞浸泡15min，然后用1.0%次氯酸钠浸泡20分钟，对水稻种子进行表面消毒最少清洗五次消毒杜沃特公共文化学院和Skoog培养基（含0.75 mM硫酸镁、10.0 mM硝酸铵、9.4 mM硝酸钾、0.625 mM氯化钾，1.5mMCaCl2，2.5mu;M碘化钾、50mu;M H3BO3、50mu;M FeSO4、50mu;M MnSO4、15mu;MZnSO4、0.05mu;MCuSO4、0.05mu;MCoCl2、0.5mu;M Na2 MoO4、50mu;M Na2H2EDTA、0.15mu;M硫胺素、1.2mu;M吡哆醇、2.0mu;M烟酸、275mu;M肌醇、0.56%琼脂、3.0%蔗糖、0.05%Mes）为种子萌发培养基，调节培养基的pH值为5.8在添加前。植物在25.0plusmn;2°C下生长，在6000 lx的光照强度下，在生长室内进行14/10小时的光/暗循环下。随后，在基础培养基中加入不同浓度的Ce（NO3），在基础培养基中加入不同浓度的Ce3 ，如下：0，0.05, 0.1, 0.5, 1.0和1.5毫米。

2.2 根茎生长测定

接收设备重新拥有13天。这段时间很重要根、节总根和茎高（20株）是直接的用阿鲁勒法测量莱姆，然后是标准根数通过对20种种子的单根或胚根的所有LRs计数，分别测定了单根或胚根节上的侧根数（LRs）。此外，还测定了20株根茎的鲜重和干重。

2.3 超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和丙二醛的测定

植物在种子萌发后第13天恢复生长。采集根茎样品并记录FW。采集根和茎样品，在冷磷酸盐缓冲液（10.0 mmol/L巯基乙醇，1.0%聚乙烯吡咯烷酮，pH值7.8）中氧化。在冷磷酸盐缓冲液中均匀化后，匀浆在10000times;g的温度下在4℃下离心20分钟以去除沉淀的碎片。上清液进行SOD、POD、CAT、丙二醛、过氧化氢和O2分析。 根据Oyanagui（1984）所述的程序，确定了550N的活动范围。一单位的钠活度被定义为一种抑制50%的酶硝化作用。测量的共活性在Goacute;th（1991）规定的分析条件下，用钼酸铵与H2O2形成稳定的络合物，在405nm处测定H2O2，每分钟一单位分解1.0mu;mH2O2。根据Maehly（1955）所述的程序，通过在470nM的葡萄糖氧化过程中增加吸收测定POD活性。 根据Goacute;th（1991）所述的程序，在405 nm处测定H2O2的水平，该程序基于其与钼酸铵形成稳定的络合物。根据Wangandlo（1990）描述的程序，在530nm处测定O2·——。脂质过氧化通过丙二醛的水平来测量，使用与硫代巴比妥酸的反应，如Heath和Parker（1968）所述。

2.4 叶绿素含量的测定

采集叶片样本并记录FWs，然后用3.0ml二甲基亚砜和聚吡咯烷酮在60℃下处理叶片样品2小时样品中的黑色光合色素提取叶绿素，并使用Barnes等人给出的消光系数和方程计算叶绿素浓度。（1992年）。分光光度计分别用于648.2和664.9nm两个波长的叶绿素a和b的最大吸收。

叶绿素－a＝14:85 A664:9－5.14 A648.2

叶绿素－b＝25.48 A648:2－7:36 A664.9总叶绿素－（a＋b）＝7.49 A664＋20.34 A648.2

2.5海洋与矿物营养元素分析

用去离子水彻底清洗根和茎样品，并采用微波辅助消化程序。大约0.1g样品（DW）被称为特氟龙炸弹。然后加入10.0 cm3的HNO3消化后，将样品定量转移到聚丙烯管中，填充至10.0 cm3。随后，以114.8In和102.9Rh为内标，采用电感耦合等离子体扇形场质谱（ICP-SF-MS）（日本安捷伦）对消化液中的Ce、K、Mg、Ca、Na、Fe、Mn、Zn、Cu和Mo浓度进行了测定。

2.6地震分析

将叶片和根系样品（对照组和暴露于1.0 mmCe3 的组）在4℃下，用2.5%（v/v）戊二醛在0.1 M磷酸盐缓冲溶液（pH7.3）中固定2 h，然后用1%（w/v）四氧化二异丙胺水溶液固定2 h。样品在50–100%乙醇系列中水合，最后嵌入Epon 812树脂中。用超切割欧拉显微镜（德国莱卡）和金刚石刀切割70nm厚的超薄切片，用日立H-600透射电镜（TEM）研究Ce的亚细胞分布。超薄切片用醋酸铀酰和柠檬酸铅染色，透射电镜观察超微结构的变化。

2.7统计分析

所有SOD、POD、CAT、MDA、H2O2、O2·-、叶绿素含量的测定和元素分析均进行了三次，结果用平均值plusmn;标准差（SD）表示。用SPSS 16.0for Windows（SPSS Inc.，芝加哥，美国）中的单因素方差分析进行统计比较。当差异显著（Plt;0.05）时，采用Tukey检验进行事后比较。

3结果

3.1 Ce3 对根长和株高的影响

不同Ce3 浓度对水稻根长和茎高的影响如图所示。1和2。与对照组相比，Ce3 浓度为0.5、1.0和1.5mm时，种子根、节总根长和茎高均显著降低（图2）。在Ce3 浓度为0.05和0.1mm时，结根总长度显著增加（图2）。然而，在0.05和0.1 mM Ce3 时，精根长度并不明显大于对照组（图2），株高显著提高0.1 mM Ce3 （图2）。

3.2 E3 对水稻胚乳数的影响

不同Ce3 浓度对水稻根数的影响如图3所示。与对照组相比，在0.1、0.5、1.0和1.5mm Ce3 浓度下，精根侧根数显著减少（图3a）。然而，精原根的侧根数图2 Ce3 对根长和株高的影响。数值表示平均值plusmn;标准偏差（n020）。根据Tukey检验，不同的字母表示有显著性差异（Plt;0.05）。在0.05mm Ce3 时显著高于对照组（图3a）。

当暴露于0.1 mM Ce3 时，nodalroot的数量显著增加（图3b）。然而，今天的房间数量并没有明显超过对照组。在0.5、1.0和1.5 mM Ce3 时，0.05 mmce3 和结根数均不显著低于对照组（图3b）。此外，在0.05、0.1和0.5mm Ce3 时，结根的总侧根数显著高于对照组（图3c）。

3.4 Ce3 对根茎鲜重和干重的影响

如图3所示，当温度分别为0.5、1.0和1.5mMCe3 （图4a和b）时，根系和幼苗的鲜重和干重显著增加，0.05和0.1 mMCe3 时，根系的鲜重和干重显著增加，而0.05和0.1 mMCe3 时，根系的鲜重和干重显著增加0.1 mMCE3 （图4a）。此外，在0.1 mMC3 下，注射重量显著增加（图4b）。

3.5 Ce3 对叶绿素含量的影响

Ce3 对根和芽抗氧化代谢的影响如图6所示。与对照组相比，在1.0和1.5mm Ce3 浓度下，根和芽中的MDA含量显著增加（图6a）。在1.0和1.5mMCe3 时，网格中的H2O2含量显著增加（图6b），网格中的H2O2含量显著增加1.5mMCe3 （图6b）。Tomda和H2O2含量在地上部和地上部，0.05、0.1和0.5mMCe3 组与对照组之间差异不显著（图6a、b），0.5、1.0和1.5mMCe3 组根和地上部的·············（图6c），控制棒和0.05和0.1mMCe3 组之间的根部和射击中的速度没有显著差异（图6c）。0.05、0.1和0.5mm Ce3 显著提高了根系中CAT的活性（图6d），0.5和0.5mm Ce3 显著提高了枝条中CAT的活性1.0 mM Ce3 （图6d）。对照组和1.5mm Ce3 组的根和芽中CAT活性没有显著差异（图6d）。此外，在0.05和0.1 mM Ce3 浓度下，枝条中的CAT活性并不显著高于对照（图6d）。0.1、0.5、1.0和1.5 mM Ce3 显著提高了根系中SOD的活性（图6e），而0.5和1.5 mmce3 显著降低了枝条中SOD的活性（图6e）。0.1和0.5mm Ce3 显著提高了根中POD的活性（图6f），而0.5、1.0和1.5mMCe3 显著提高了芽中POD的活性0.05毫米Ce3 （图6e，f）。

3.6 Ce在根和芽中的生物积累

采用电感耦合等离子体质谱（ICP-SF-MS）技术研究了铈在根和芽中的生物富集作用，结果表明，随着Ce3 浓度的增加，铈在水稻幼苗中的生物富集作用增强（表1和表2）。在暴露于1.5mm Ce3 的根和芽中，Ce的最大累积量为13天（表1和表2）。

0.5和1.0 mM Ce3 下的控制（表1）。然而，根中的钠、锌、铜和钼的浓度却降低了，而根中的钠、锌、铜和钼的浓度却随

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