第32期--缺氧条件下大麦根组织离子及氧流的不同敏感性外流

微电极对离子及氧流的测量揭示了大麦根组织缺氧条件下敏感性的差异

图注：Naso Nijo大麦沿着根部的O2流谱图。a为正常情况，b为缺氧情况。缺氧诱导的瞬时K+流（完整根）。a为成熟区，b为延长区，c为分生区。

植物根部的营养运输与氧的供应密切相关。在水淹等特殊环境中，植物根处于缺氧状态，会使根部的跨膜H⁺、K⁺及O₂等离子分子流发生明显变化，该变化与植物的水浸抗性密切相关。但根部离子分子流与水淹抗性的关系仍不清楚。

澳大利亚学者利用非损伤微测技术（MIFE）研究了两个大麦品种在水浸条件下根部不同组织的离子分子流情况。结果显示，不同功能的大麦根区域氧需求量的差距极大，最大量的O₂内流出现在距根尖1mm左右的延长区。氧缺失导致的跨膜离子活性在根的成熟区和延长区具有本质差异。

在成熟区缺氧导致水淹敏感种Naso Nijo剧烈的K⁺内流下降，而水淹抗性种TX9425则没有K⁺内流的降低。在伸长区两种大麦在缺氧处理的开始都会表现出K⁺内流的增强。药理学实验显示，在伸长区缺氧诱导的K⁺流由K⁺内通道（KIR）和非选择性阳离子通道（NSCC）共同调节，而成熟区主要由K⁺外通道（KOR）调节。缺氧对根部离子流有实时和重大的影响，而对水淹敏感和水淹抗性品种的影响效果是显著不同的。本文成果不仅直接揭示了大麦在缺氧（水淹）条件下离子分子流的变化模式，展示了离子分子流与水淹抗性的关系，而且对筛选抗涝大麦品种的实际应用也具有重要指导意义。

 

关键词：非损伤微测技术（the non-invasive microelectrode ion flux Measurement, MIFE）、大麦（Hordeum vulgare）、水淹（waterlogging）、K⁺

参考文献：Pang JY, et al. Plant, Cell & Environment, 2006,29:1107-1121.

 

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