1、 专 业：生物化学与分子生物学 研究方向：植物抗逆分子生物学研究生姓名：导 师：研究员水稻水稻ICL的抗铝性机理研究的抗铝性机理研究 研究背景 实验进展 后期实验安排 水稻，Oryza sativa L.是主要的粮食作物，产量居世界第三。禾本科中最抗铝的作物之一。其抗性机制至今仍不完全清楚。Oryza sativa L铝毒对植物的危害铝毒对植物的危害抑制根分生组织细胞分裂，干扰DNA的复制破坏细胞膜结构和降低ATP酶活性影响多种养分的吸收抑制豆科植物根瘤固氮Al(OH)3三水铝矿Al(OH)2+Al(OH)2+Al 3+Al（OH）4-铝硅酸盐.pH55pH7pH=7pH7Different
2、States of Al in different pHDifferent States of Al in different pH植物抗铝机制植物抗铝机制分泌小分分泌小分子有机酸子有机酸根中钝化根中钝化地上部地上部分积累分积累分泌粘分泌粘性物质性物质提高根际提高根际pH分泌出OH或 HC03，使根际pH升高，如小麦对铝离子进行配（鳌）合，因此使铝阻滞在黏胶层中，如高粱根分泌的小分子有机物与铝配（螯）合减少了铝到达根细胞质膜的数量，从而减少了根系对铝的吸收，如小麦使其中绝大部分铝滞溜在根部的非生理活性部位中，如水稻、小黑麦本身组织具有较强的耐铝能力，将铝分布在膜外自由空间或液泡中而实现高浓度铝
3、的抗性，如茶树、枫树 植物抗铝植物抗铝Aluminum resistance mechanism根系分泌粘性物质根中钝化 ICL-（异柠檬酸裂解酶）（异柠檬酸裂解酶）in Glyoxylate cycle 乙醛酸循环中的关乙醛酸循环中的关键酶；参与有机酸键酶；参与有机酸的代谢；在植物抗的代谢；在植物抗逆反应中有着积极逆反应中有着积极作用作用ICL研究进展研究进展生存紧急代谢条件生存紧急代谢条件下诱导表达下诱导表达-种子厌氧条件下被诱种子厌氧条件下被诱导表达导表达ICL参与草酸等物质的产生而参与草酸等物质的产生而参与抗铝参与抗铝回补乙醛酸以支援光回补乙醛酸以支援光呼吸代谢呼吸代谢ICL与与抗逆抗
4、逆酶活酶活Phenotypics of aluminum processing1 mM Al for 12 days1 mM Al for 4 days 苗长至一叶一芯后开始处理，木村B加Al为处理，pH为4.2种子发芽后，根长2cm左右开始处理，处理同上Root growth index-Roots lengthLong-term processingShort-term processingRoot growth index-Long-term processingRoot diameterTatol root lengthRoot volumeRoot surface areaCK-0
5、mM AlAl-1mM Al抗铝抗铝Root lengthRoot diameterRoot surface areaRoot volumeMechanism ICLGlyoxylate cycle oxalate乙醛酸循环中乙醛酸循环中涉及到了苹果涉及到了苹果酸、草酸、柠酸、草酸、柠檬酸、琥珀酸檬酸、琥珀酸等有机酸的代等有机酸的代谢谢Over ICLWTorganic acidHPLC-StandardHPLC-SampleMalateBlack-WTBlue-3-2Organic acid-Malate（Endogenous）Long-term processingShort-term p
6、rocessingMalateGlyoxylateShort-term processingOrganic acid-Long-term-（Endogenous）OxalateCitrateOrganic acid-Short-term-（Secretions）MalateOxalateCitrateOrganic acid-Short-termMalate Endogenous Secretions短期处理内短期处理内源有机酸源有机酸有机酸的有机酸的总体验证总体验证酶活动态酶活动态测定测定HPR相关相关实验实验 长期处理有长期处理有机酸分泌物机酸分泌物FuturePlanning of experiment10 days old19 days old有机酸提取方法有机酸提取方法 内源有机酸-按照俞乐等2002年文章 分泌物-用0.5 mM的氯化钙溶液进行收集。收集以后提取干燥、去阳离子、再干燥，最后用HPLC流动相进行溶解。（董登峰博士论文）Organic acid-Short-term（Endogenous）GlyoxylateMalate
