与厌氧土壤相关的次生代谢物对大麦根部离子流及电生理的影响

图注：采用非损伤微测技术测定了不同代谢产物对两种基因型大麦NN和TX的K+、H+、Ca2+流的影响。

淹水的主要危害之一是造成土壤缺氧，导致厌氧微生物大量积累有毒物质。了解淹涝对植物生长影响的机理，揭示其适应机制，从而合理选择和定向培养耐涝品种，减轻淹涝对农业生产的危害有重要的意义。目前的研究集中在改善耐涝植物对氧气保持和运输方面，而植物对次生代谢物的抗性研究还没有一个可靠的研究方法。

澳大利亚的科学家Shabala使用非损伤微测技术（MIFE）检测两种不同基因型的大麦NN和TX根部次生代谢产物对细胞膜离子转运过程的影响。水淹敏感的的品种“Naso Nijo”被三种一元羧酸（甲酸、乙酸、丙酸）和三种石碳酸（苯甲酸、2-羟基苯甲酸、4-羟基苯甲酸）处理都能引起稳定的K⁺外流，并伴随着H⁺内流，但是在耐涝品种TX的根细胞中没有K⁺的显著改变。石碳酸处理增加了Ca²⁺内流，另一些代谢物引起了Ca²⁺的外流。长期处理（24h）后所有的代谢物引起了的K⁺吸收的显著减少。一元羧酸处理24h后H⁺由外流转变成内流，三种石碳酸对H⁺没有显著影响。基于药理学实验和膜电势的结果，提出了一个解释次级代谢物对膜转运活性影响的模型。这项研究发现植物对次级代谢物的忍耐在育种当中是一个非常有用的特征。

大麦抗涝基因不仅赋予根解剖差异，而且可在很大的程度上减少次生代谢产物对膜在运输过程中的不利影响，特别是改善K⁺的保留情况。这方面的研究将给以后的研究和育种提供新的方法。

关键词：非损伤微测技术（MIFE）、大麦（barley）、次生代谢物（secondary Metabolite）、厌氧菌（anaerobic）、离子流（Ion flux）

参考文献：Jiayin Pang, et al. Plant Physiology, 2007, 145: 266-276

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