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植物生态学报 2010, 34 (12): 1454–1462 doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.12.012
Chinese Journal of Plant Ecology
干旱胁迫下水曲柳苗木细根线粒体的形态及活性
变化
*
卫 星 王政权 张国珍
东北林业大学林学院, 哈尔滨 150040
摘 要 根系依赖根细胞内线粒体呼吸代谢产生的能量, 不断从土壤中获取养分。在胁迫条件下, 线粒体的结构和功能会
发生一定的变化, 从而影响根系的功能。土壤干旱是最容易引起苗木细根衰老死亡的非生物胁迫因子之一。为了更好地认识
干旱胁迫下细根线粒体的结构和功能变化, 对土壤干旱胁迫下水曲柳(Fraxinus mandshurica)不同颜色细根皮层薄壁细胞内线
粒体的超微结构(线粒体数量、形态) 、线粒体的呼吸功能、线粒体膜脂质氧化(膜透性变化、过氧化氢含量等)情况进行了研
究。结果表明: (1)干旱胁迫下, 水曲柳白色及黄色根皮层薄壁细胞内线粒体形状、结构及分布数量与对照相似, 无显著差异。
干旱胁迫下产生的褐色根皮层薄壁细胞线粒体数量减少, 分布密度也变小。线粒体内、外膜先后发生不同程度的解体, 最后
消失。(2)干旱胁迫显著干扰了线粒体膜的正常呼吸耦联作用, 细根线粒体呼吸控制率(RCR)与磷氧比(无机磷酸/分子氧, P/O)
均显著低于对照(p 0.05) 。随着细根颜色加深, 线粒体RCR和P/O值逐渐下降, 白色根﹥黄色根﹥褐色根。褐色根线粒体RCR
值最低, 接近极值1。说明褐色根线粒体结构完整性最差, 能量转化效率最低。(3)干旱胁迫下, 不同颜色细根线粒体内的H2O2
含量、线粒体膜透性、膜脂氧化产物丙二醛(MDA)含量均显著高于对照(p 0.05) 。且随着细根颜色加深, 各个值增加明显。
分析可能是由于干旱胁迫导致线粒体内H O 含量升高, 线粒体膜脂质过氧化(MDA含量升高), 膜结构受到破坏(膜透性增加)
2 2
( 电镜下可见部分线粒体内膜电子密度下降及外膜解体) 。线粒体膜结构完整性的破坏, 直接影响了线粒体呼吸代谢反应, 使
线粒体呼吸功能下降。
关键词 干旱胁迫, 细根, 水曲柳, 线粒体
Morphological and activity variation of mitochondria in fine roots of Fraxinus mandshurica
seedling under drought stress
*
WEI Xing, WANG Zheng-Quan , and ZHANG Guo-Zhen
School of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China
Abstract
Aims In addition to producing energy, mitochondria in fine roots play a dual role in oxidative stress, being both
reactive oxygen species (ROS) producers and integrators of the cell antioxidant defense systems. Structural integ-
rity of mitochondria is the fundamental guarantee fo
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