镧对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗叶绿素的影响

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采用水培实验法研究了稀土La(Ⅲ)对大豆(Clycine max)幼苗叶绿素含量的剂量与时间效应,以及La(Ⅲ)对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗:叶绿素(chl)含量;叶绿素生物合成与降解;叶绿素光氧化降解和叶绿体超微结构的影响。实验结果表明:1低剂量(1030mg·L-1)La(Ⅲ)均能提高大豆幼苗叶绿素(chl)的含量,其中,20mg·L-1LaCl3溶液对叶绿素(chl)含量的提高作用最显著,且chla的上升幅度>chlb;高剂量(≥60mg·L-1)La(Ⅲ)降低大豆幼苗chl含量,且chla的降幅>chlb。据此,确定20mg·L-1为本实验最佳浓度。2 La(Ⅲ)具有提高叶绿素生物合成中间产物:ALA(δ-氨基乙酰丙酸)、PBG(胆色素原)、Proto-IX(原卟啉IX)、Mg-Proto(镁原卟啉)含量的作用,促进Pchl(原叶绿素)转化为叶绿素,进而缓解UV-B辐射胁迫下中间产物PBG、Proto-IX、Mg-Proto含量的下降,增加ALA含量。La(Ⅲ)还可提高叶绿素酶(chlase)的活性,缓解UV-B辐射胁迫对chlase活性的抑制。UV-B辐射胁迫下,叶绿素生物合成受阻,受阻位点为ALA→PBG。3 La(Ⅲ)可清除植物体内的O2-和H2O2,提高抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POD)的活性,从而减轻光氧化作用对chl的降解,进而缓解UV-B辐射造成的O2-和H2O2积累、光氧化作用加剧的效果。4 La(Ⅲ)处理下叶绿体中的类囊体片层排列整齐、有序、清晰;La(Ⅲ)可缓解UV-B辐射胁迫对基粒与基质片层的破坏,且对低强度UV-B辐射(T1)的缓解效果优于高强度(T2);La(Ⅲ)影响UV-B辐射胁迫下叶绿体在细胞环境内的空间分布,减轻UV-B辐射对叶绿体外膜的破坏,使得叶绿体内类囊体片层由UV-B辐射胁迫下的紊乱、膨胀甚至模糊不清变得有序清晰,表明La(Ⅲ)可缓解UV-B胁迫对叶绿体结构的破坏。5 La(Ⅲ)可缓解UV-B辐射对叶绿素代谢及叶绿体结构破坏的影响,且对低剂量UV-B的缓解作用要好于高剂量。
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