
淹水的主要危害之一是造成土壤缺氧,導致厭氧微生物大量積累有毒物質。了解淹澇對植物生長影響的機理,揭示其適應機制,從而合理選擇和定向培養耐澇 品種,對于減輕淹澇對農業生產造成的危害有重要的意義。目前的研究集中在改善耐澇植物對氧氣保持和運輸方面,而植物對次生代謝物的抗性研究還沒有一個可靠 的研究方法。
澳大利亞的科學家Shabala使用非損傷微測技術(MIFE)檢測兩種不同基因型的大麥NN和TX根部次生代謝產物對細胞膜 離子轉運過程的影響。水淹敏感的的品種“Naso Nijo”被三種一元羧酸(甲酸、乙酸、丙酸)和三種石碳酸(苯甲酸、2-羥基苯甲酸、4-羥基苯甲酸)處理都能引起穩定的K+外流,并伴隨著H+內流, 但是在耐澇品種TX的根細胞中沒有K+的顯著改變。石碳酸處理增加了Ca2+內流,另一些代謝物引起了Ca2+的外流。長期處理(24h)后所有的代謝物 引起了的K+吸收的顯著減少。一元羧酸處理24h后H+由外流轉變成內流,三種石碳酸對H+沒有顯著影響。基于藥理學實驗和膜電勢的結果,提出了一個解釋 次級代謝物對膜轉運活性影響的模型。這項研究發現植物對次級代謝物的忍耐在育種當中是一個非常有用的特征。
大麥抗澇基因不僅賦予根解剖差異,而且可在很大的程度上減少次生代謝產物對膜在運輸過程中的不利影響,特別是改善K+的保留情況。這方面的研究將給以后的研究和育種提供新的方法。

圖注:采用非損傷微測技術測定了不同代謝產物對兩種基因型大麥NN和TX的K+、H+、Ca2+流的影響。
關鍵詞:非損傷微測技術(MIFE); 大麥(barley); 次生代謝物(secondary Metabolite); 厭氧菌(anaerobic); 離子流(Ion flux).
參考文獻:Jiayin Pang, et al. Plant Physiology, 2007, 145: 266-276.
注:非損傷微測技術(NMT)包括:SIET、SVET、SPET、SERIS、SERP、SERE、SRET、MIFE?等。
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