《硅對干旱脅迫下番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及線粒體活性氧代謝的影響》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《硅對干旱脅迫下番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及線粒體活性氧代謝的影響（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、園 藝 學(xué) 報 2014，41（12）：2419–2426 http: // www. ahs. ac. cn Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@ 收稿日期：2014–10–17；修回日期：2014–12–04 基金項目：山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金項目（SDAIT-02-022-05） * 通信作者 Author f

2、or correspondence（E-mail：xukun@） 硅對干旱脅迫下番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及線粒 體活性氧代謝的影響 曹逼力，劉燦玉，徐 坤* （山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，作物生物學(xué)國家重點實驗室/農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點 實驗室，山東泰安 271018） 摘 要：以番茄品種‘金棚1號’為試材，采用水培方法，研究了PEG-6000模擬干旱脅迫條件下， 硅對根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及線粒體活性氧代謝的影響。結(jié)果表明，隨干旱脅迫時間的延長，番茄植株根系 活力逐漸降低，丙二醛（MDA）含量逐漸升高，細(xì)胞線粒體超氧陰離子生成速率和過氧化氫（H2O2

3、）含 量亦逐漸升高，而超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）及過氧化氫酶（CAT）活性在脅迫初期 迅速增強，達(dá)峰值后又快速降低；施硅處理顯著抑制了干旱脅迫引發(fā)的上述變化。干旱脅迫處理12 d時， 施硅較不施硅處理番茄根系的MDA含量、超氧陰離子生成速率和H2O2含量分別降低了25.14%、8.34% 和20.25%，而根系活力、SOD活性、POD活性和CAT活性分別提高了139.62%、243.19%、65.53%和 125.55%。施硅處理還減輕了干旱脅迫導(dǎo)致的根系細(xì)胞質(zhì)壁分離程度，緩解了線粒體、細(xì)胞核、生物膜等 的損傷。 關(guān)鍵詞：番茄；硅；干旱；細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)；線粒體

4、；活性氧代謝 中圖分類號：S 641.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：0513-353X（2014）12-2419-08 Effects of Silicon on Ultrastructure and Active Oxygen Metabolism in Mitochondria of Tomato Roots Under Drought Stress CAO Bi-li，LIU Can-yu，and XU Kun* （ College of Horticulture Science and Engineering ， Shando

5、ng Agricultural University ， State Key Laboratory of Crop Biology ， Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huang-Huai Region ， Ministry of Agriculture ， Tai’an ， Shandong 271018， China ） Abstract：The effects of silicon on ultrastructure and

6、active oxygen metabolism in root mitochondria were studied with a tomato（ Solanum lycopersicum ）cultivar‘Jinpeng 1’in cultured hydroponics under PEG-6000 simulated drought. The results showed that with the extension of drought stress，the root activity of tomato plants gradually decreased. Ma

7、londialdehyde（MDA）content，mitochondrial superoxide anion（）productivity rate and hydrogen peroxide（H2O2）content gradually increased，but the activities of superoxide dismutase（SOD），peroxidase（POD）and catalase（CAT）rapidly increased in the early stage of drought stress，and then rapidly decreased

8、after peak. The application of silicon significantly effected the change of the related indicators caused by drought stress. After 12 days of drought stress，the content of 2420 園 藝 學(xué) 報 41卷 MDA

9、， and H2O2 in roots of tomato with silicon were lower than that of tomato without silicon by 25.14%，8.34%，20.25%，respectively. But root activity，SOD activity，POD activity and CAT activity were higher by 139.62%，243.19%，65.53%，125.55%，respectively. In addition，the application of silicon not on

10、ly reduced plasmolysis of tomato root cells，but also relieved the damage of mitochondria，nuclei and biofilms. Key words：tomato；silicon；drought；cell ultrastructure；mitochondria；active oxygen metabolism 植物根系作為土壤水分的直接吸收器官，可對干旱脅迫迅速作出應(yīng)激反應(yīng)（桂世昌 等，2010； 劉艷 等，2010）。干旱主要破壞根系的滲透調(diào)節(jié)功能、保護酶系統(tǒng)及膜系統(tǒng)，尤其膜系統(tǒng)通常

11、被認(rèn) 為是干旱脅迫損傷的原初關(guān)鍵部位（孫涌棟 等，2008）。干旱脅迫下植物體內(nèi)過量的自由基引起膜 脂過氧化，產(chǎn)生的MDA可與蛋白質(zhì)交聯(lián)、結(jié)合，使細(xì)胞膜失活，嚴(yán)重時會致使植物細(xì)胞死亡（桂 世昌 等，2010）。在細(xì)胞程序性死亡的過程中線粒體起著重要作用（Loeffler & Kroemer，2000）。 由于線粒體既能進行氧化磷酸化，生成ATP，又能產(chǎn)生活性氧，造成脂質(zhì)過氧化（趙云罡和徐建興， 2001），所以維持細(xì)胞線粒體的結(jié)構(gòu)完整和正常生理功能具有重要的生物學(xué)意義。 干旱脅迫下根系細(xì)胞內(nèi)的線粒體膜結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，主要與膜脂過氧化傷害有關(guān)（Smith et al.， 1982；

12、Yamamoto et al.，2002）。衛(wèi)星等（2010）報道，干旱脅迫下水曲柳根系線粒體內(nèi)H2O2和MDA 含量增加，線粒體膜裂解。而植物在抵御干旱脅迫過程中，甜菜堿、脯氨酸、有機酸、保護酶及鉀、 硅等可通過調(diào)節(jié)不同的代謝途徑發(fā)揮作用（Farooq et al.，2009），其中硅元素既可影響細(xì)胞的結(jié)構(gòu) （Romero-Aranda et al.，2006），也可調(diào)節(jié)相關(guān)生理代謝（Ma et al.，2004）。Isa等（2010）研究發(fā) 現(xiàn)，水稻對硅的吸收沉積增加了細(xì)胞壁的強度和剛性；同時加入外源硅還可顯著提高干旱脅迫下小 麥（Gong et al.，2005）、草坪草（杜建

13、雄和劉金榮，2010）、黃瓜（周秀杰 等，2010）的SOD、POD 和CAT活性，降低小麥（Pei et al.，2010）、水稻（明東風(fēng) 等，2012）在干旱脅迫下葉片的H2O2 和MDA含量，從而增加生物膜的穩(wěn)定性。錢瓊秋等（2006a，2006b）研究發(fā)現(xiàn)，硅能顯著降低鹽 脅迫下黃瓜根系線粒體的H2O2和MDA含量，增強線粒體抗膜脂過氧化能力，維持膜的完整性。 番茄（ Solanum lycopersicum ）雖然對硅的吸收速率較低（Takahashi et al.，1990），但作者研究 發(fā)現(xiàn)，水培番茄添加適量的硅，可顯著促進幼苗生長，提高光合速率和水分利用效率（曹

14、逼力 等， 2013）；梁永超等（1993）的研究也表明，番茄在砂培、土培條件下施用硅肥，植株生長勢均較對照 增強，產(chǎn)量提高30%以上。為了探討硅在維持番茄根系細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能中的作用，采用水培方法研 究了硅對PEG模擬干旱脅迫下番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、根系活力及活性氧代謝的影響，旨在明確硅 緩解植物干旱脅迫的生理機制。 1 材料與方法 1.1 材料培養(yǎng)與處理 試驗于2013年8—10月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝實驗站日光溫室進行，供試番茄品種為‘金棚1 號’，采用1/2Hoagland營養(yǎng)液水培育苗。溫室內(nèi)環(huán)境進行常規(guī)調(diào)節(jié)，晴天午間光強1 400 ~ 1 800 μmol

15、 m-2 s-1，晝/夜溫度28 ~ 32 ℃/18 ~ 21 ℃，相對濕度67% ~ 92%。待幼苗長至約4葉1心時 移至直徑15 cm、高15 cm的塑料盆中，以泡沫板固定幼苗，每盆定植1株，每2 d更換一次全量 Hoagland營養(yǎng)液。待幼苗長至8葉1心時選取生長一致的番茄幼苗進行如下處理：對照：Hoagland 營養(yǎng)液；PEG：Hoagland營養(yǎng)液 + 1% PEG-6000；PEG + Si：Hoagland營養(yǎng)液 + 1% PEG-6000 + 1.2 12期 曹逼力等：硅對干旱脅迫下番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及線粒體活性氧代謝的影響

16、 2421 mmol L-1 Si，試驗所用硅源為Na2SiO3 9H2O。每處理90盆，分成3組，隨機區(qū)組排列。分別于 試驗處理0、1、3、5、8和12 d時11：00時取樣測定相關(guān)代謝指標(biāo)，采用鄧肯氏新復(fù)極差法檢驗 數(shù)據(jù)差異顯著性。于試驗處理12 d時取根樣制片，觀察根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)。 1.2 測試指標(biāo)與方法 番茄根系活力以TTC法（李合生 等，2000）測定。 根系線粒體制備參考楊玖英等（2004）和錢瓊秋等（2006b）的方法進行，具體操作步驟如下： 4 ℃超純水洗凈待測根系，稱取20 g，加入4 ℃提取液[內(nèi)含0.4 mmol L-1甘露醇，

17、0.7%聚乙烯吡 咯烷酮（PVP），0.1%牛血清蛋白（BSA），2 mmol L-1乙二胺四乙酸（EDTA），0.05% β–巰基乙醇 的50 mmol L-1 Tris-HC1，pH7.4]50 mL，在4 ℃下迅速搗碎成糊狀，經(jīng)4層紗布過濾收集濾液， 濾液經(jīng)1 000 g 離心15 min取上清液；為去除細(xì)胞核殘骸再3 000 g 離心15 min，最后取上清液 于12 000 g 下離心15 min，所得沉淀為粗制線粒體。用15 mL 4 ℃提取液將沉淀洗滌3次，再經(jīng) （20%、36%、52%、60%）蔗糖梯度離心，最后提取的線粒體用保存液（內(nèi)含5

18、 mmol L-1的EDTA， 0.05 mmol L-1的PBS，pH 7.4）懸浮。 分別取線粒體懸浮液，用NBT還原法（Gioniannopolitis & Ries，1977）測定SOD活性，用愈 創(chuàng)木酚法（Kochba et al.，1977）測定POD活性，按Dhindsa等（1982）的方法測定CAT活性，采 用羥胺氧化法（Rauckman et al.，1979）測定超氧陰離子產(chǎn)生速率，按Patterson等（1984）的方法 測定H2O2含量，用硫代巴比妥酸法（Cavalcanti et al.，2004）測定MDA含量。測定上述指標(biāo)時以 線粒體蛋白（mg）

19、表示線粒體量，用Bradford（1976）的方法測定蛋白含量。 選取不同處理番茄根系側(cè)根根尖，截取1 ~ 2 mm小段，迅速浸入裝有2.5%戊二醛溶液（pH 7.5） 的小玻璃瓶中，經(jīng)抽氣至根樣沉至瓶底固定24 h后取出，經(jīng)磷酸緩沖液沖洗后，再以0.1%鋨酸固 定2 h，再次以磷酸緩沖液沖洗，經(jīng)乙醇多級脫水后，用環(huán)氧丙烷置換，再進行Epon812環(huán)氧樹脂 滲透包埋。采用美國RMC Power-Tome-XL型超薄切片機切片，醋酸鈾和檸檬酸鉛雙染，于Hitachi H-7650透射電子顯微鏡下觀察根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)。 2 結(jié)果與分析 2.1 干旱脅迫下硅對番茄根系活力及

20、線粒體膜質(zhì)過氧化水平的影響 圖1表明，隨干旱脅迫時間的延長，番茄幼苗根系活力逐漸降低，但培養(yǎng)液中加硅則顯著抑制了 根系活力的下降，如干旱脅迫3 d時，模擬干旱脅迫的PEG處理比對照降低了46.72%，而PEG + Si 圖1 硅對干旱脅迫下番茄根系活力和根系線粒體MDA含量的影響 Fig. 1 Effects of silicon on root activity and MDA content in mitochondria of tomato roots under drought stress 2422

21、 園 藝 學(xué) 報 41卷 處理下降了18.71%，至脅迫12 d時，二者分別比對照下降了85.65%和65.62%。根系膜脂過氧化產(chǎn) 物MDA含量的變化與根系活力相反，亦即隨干旱脅迫天數(shù)的增加MDA含量顯著升高，脅迫至12 d 時，PEG處理和PEG + Si處理分別比對照增加了5.37和3.77倍，但PEG + Si處理較PEG處理降 低了25.14%，表明培養(yǎng)液加硅降低了番茄根系膜質(zhì)過氧化程度，有效緩解了干旱脅迫引起的傷害。 2.2 干旱脅迫下硅對番茄根系線粒體超氧陰離子產(chǎn)生速率、

22、過氧化氫（H2O2）含量的影響 圖2顯示，干旱脅迫導(dǎo)致番茄根系超氧陰離子產(chǎn)生速率及H2O2含量顯著增加，且隨干旱脅迫 天數(shù)的增加，增幅顯著提高，但PEG + Si處理的增幅顯著低于PEG處理。表明培養(yǎng)液加硅可有效 降低番茄幼苗根系超氧陰離子和H2O2的生成。 圖2 硅對干旱脅迫下番茄根系線粒體超氧陰離子產(chǎn)生速率和H2O2含量的影響 Fig. 2 Effects of silicon on  production rate and H2O2 content in mitochondria of tomato root under drought stress

23、 2.3 干旱脅迫下硅對番茄根系線粒體SOD、 POD和CAT活性的影響 由圖3可知，試驗處理過程中，對照根系 線粒體SOD、POD和CAT活性較為穩(wěn)定，而 PEG處理、PEG + Si處理的相關(guān)酶活性在干旱 脅迫前期均迅速升高，至3 d時達(dá)峰值時，PEG 處理的SOD、POD和CAT活性較對照分別增 加308.18%、154.68%和174.75%，但較PEG + Si處理分別降低了22.48%、16.99%和14.31%； 之后，盡管PEG處理、PEG + Si處理的相關(guān)酶 活性均呈降低趨勢，但PEG處理下降速率顯著 高于PEG + Si處理，尤其在脅迫5

24、 d后表現(xiàn)為 甚，至12 d時，PEG處理的SOD、POD和CAT 活性均低于對照，而PEG + Si處理則分別比對 照高181.08%、43.86%和76.59%，表明干旱脅 迫下，施硅處理的番茄根系線粒體維持了較高 的保護酶活性，可有效保護線粒體膜質(zhì)的穩(wěn)定， 增強番茄根系抵御干旱脅迫的能力。 圖3 硅對干旱脅迫下番茄根系線粒體SOD、POD 和CAT活性的影響 Fig. 3 Effects of silicon on activities of SOD，POD and CAT in mitochondria of tomato root under drou

25、ght stress 12期 曹逼力等：硅對干旱脅迫下番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及線粒體活性氧代謝的影響 2423 2.4 干旱脅迫下硅對番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響 從圖4可以看出，干旱脅迫12 d時，對照和PEG + Si處理番茄植株根系細(xì)胞的液泡體積較小 且數(shù)量較多（圖4，A、C），而PEG處理根系細(xì)胞中的液泡體積較大且數(shù)量較少，并有明顯的質(zhì)壁 分離現(xiàn)象（圖4，B）。對照的根系細(xì)胞線粒體完好，呈圓形或橢圓形（圖4，D），PEG處理的根系 細(xì)胞線粒體損傷嚴(yán)重，嵴突膨脹變形且線粒體膜部分破潰（圖4，E），PEG +

26、Si處理的根系細(xì)胞線 粒體損傷較輕，雖嵴突有輕微膨脹，但線粒體膜較為完好（圖4，F(xiàn)、I）。對照的根系細(xì)胞質(zhì)體完好， 呈圓形或橢圓形（圖4，D、G），PEG + Si處理的根系細(xì)胞質(zhì)體大多完好，僅少數(shù)質(zhì)體外膜部分自 溶（圖4，F(xiàn)、I），而PEG處理的根系細(xì)胞質(zhì)體嚴(yán)重扭曲變形（圖4，H）。對照的根系細(xì)胞細(xì)胞核清 晰（圖4，A、G），PEG + Si處理的根系細(xì)胞細(xì)胞核輕微腫脹變形（圖4，C）但PEG處理的根系 細(xì)胞細(xì)胞核核膜松散、解體，表明損傷已較為嚴(yán)重（圖4，E、H）。 圖4 硅對干旱脅迫下番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響 CW：細(xì)胞壁；E：嗜鋨顆粒；M：線粒體；N：細(xì)胞核；P：質(zhì)

27、體；V：液泡。 Fig. 4 Effects of silicon on ultrastructure of tomato roots under drought stress CW：Cell wall；E：Eosinophilia osmium particle；M：Mitochondria；N：Nucleus；P：Plastid；V：Vacuole. 3 討論 植物在遭受逆境脅迫時，線粒體中的電子傳遞受阻，電子漏出呼吸鏈與氧反應(yīng)生成活性氧，大 量積累的活性氧破壞線粒體內(nèi)膜的完整性甚至是線粒體的活性氧防御系統(tǒng)（馬懷宇和楊洪強，2006）， 但在生成活性氧的同時，其自身

28、也存在較為完善的活性氧清除系統(tǒng)，如SOD、POD和CAT等活性 氧酶促清除系統(tǒng)（白團輝 等，2008），以及還原型抗壞血酸（AsA）、還原型谷胱甘肽（GSH）、類 胡蘿卜素、α–生育酚等小分子活性物質(zhì)的非酶促清除系統(tǒng)（杜秀敏 等，2001），以維持活性氧代 謝平衡，但嚴(yán)重逆境脅迫可導(dǎo)致SOD、POD和CAT活性的下降（葛體達(dá) 等，2005）。本試驗結(jié)果 2424 園 藝 學(xué) 報 41卷 表明，隨著干旱脅迫時間的延長，番茄根系線

29、粒體超氧陰離子產(chǎn)生速率、H2O2含量逐漸升高，SOD、 POD和CAT活性在脅迫初期亦迅速升高，但在脅迫中后期則迅速降低，表明較長的脅迫時間破壞 了SOD、POD和CAT等保護酶的動態(tài)平衡，因此，盡管線粒體膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量在干旱 脅迫過程中持續(xù)增加，但前期增加緩慢，后期增加較快。本研究中發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下施硅處理顯著 增強了番茄根系線粒體SOD、POD、CAT活性，降低了超氧陰離子產(chǎn)生速率以及H2O2和MDA含 量，表明外源硅較好地維持了干旱脅迫下番茄根系線粒體活性氧的代謝平衡，有效保護了生物膜， 緩解了干旱脅迫對番茄根系線粒體的損傷。與之相似，Schmidt等（1999）研

30、究表明，葉面噴施硅 酸鹽提高了干旱脅迫下剪股穎葉片的SOD活性。李清芳等（2007）研究也證實，外源硅通過提高玉 米葉片SOD、POD和CAT活性，降低MDA含量，緩解干旱脅迫造成的傷害。杜建雄和劉金榮（2010） 發(fā)現(xiàn)，硅可提高草坪草葉片抗氧化酶的活性，減輕活性氧的積累，降低MDA含量，緩解了干旱脅 迫誘導(dǎo)的氧化損傷。外源硅還可促進黃瓜植株SOD、POD、CAT的活性升高（Ma et al.，2004）。此 外，Romero-Aranda等（2006）發(fā)現(xiàn)，番茄加硅培養(yǎng)后，硅在細(xì)胞壁的沉積和輸導(dǎo)組織中Si nH2O 較強的親水性，減輕了組織的生理干旱程度，可避免細(xì)胞過度脫水，從

31、而減輕了活性氧的產(chǎn)生。干 旱條件下施硅也有利于保持水稻（Agarie et al.，1998）和小麥（Gong et al.，2003）葉片較高的水勢。 本試驗也證實，干旱脅迫下加硅處理的番茄根系細(xì)胞質(zhì)壁分離程度顯著低于不加硅處理。 植物遭受逆境脅迫，其細(xì)胞相關(guān)生理功能可能因細(xì)胞器結(jié)構(gòu)損傷而降低甚至喪失（Shao et al.， 2008）。Liang（1998）研究發(fā)現(xiàn)，加入外源硅可減輕鹽脅迫下大麥葉綠體的結(jié)構(gòu)損傷，利于保護葉 綠體膜的完整性，徐呈祥等（2007）在蘆薈上也得出了相同的結(jié)論。本試驗結(jié)果表明，加硅不僅減 輕了根系細(xì)胞的質(zhì)壁分離，還有利于防止細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷以及線粒外

32、膜、核膜的自溶和細(xì)胞核的解 體?？梢姡珊得{迫下施用外源硅，不僅可提高番茄根系線粒體活性氧清除酶的活性，減輕活性氧 積累和膜脂過氧化程度，還有利于維持根系細(xì)胞及重要細(xì)胞器結(jié)構(gòu)的完整性，進而提高了植株的抗 旱性。 References Agarie S，Hanaoka N，Ueno O，Miyazaki A，Kubota F，Agata A W，Kaufman P B. 1998. Effects of silicon on tolerance to water deficit and heat stress in rice plants（ Oryza sativa

33、 L.），monitored by electrolyte leakage. Plant Production Science，1 (2)：96–103. Bai Tuan-hui，Ma Feng-wang，Li Cui-ying，Shu Huai-rui，Han Ming-yu. 2008. Effects of salicylic acid on reactive oxygen species metabolism in Malus robusta Rehd. under root. Acta Horticulturae Sinica，35 (2)：163–168. (in C

34、hinese) 白團輝，馬鋒旺，李翠英，束懷瑞，韓明玉. 2008. 水楊酸對根際低氧脅迫八棱海棠幼苗活性氧代謝的影響. 園藝學(xué)報，35 (2)：163–168. Bradford M M. 1976. Arapid and sensitive method for the quantization of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry，72 (1–2)：248–254. Cao Bi-li，Xu Kun

35、，Shi Jian，Xin Guo-feng，Liu Can-yu，Li Xiu. 2013. Effect of silicon on growth，photosynthesis and transpiration of tomato. Plant Nutrition and Fertilizer Science，19 (2)：354–360. (in Chinese) 曹逼力，徐 坤，石 健，辛國鳳，劉燦玉，李 秀. 2013. 硅對番茄生長及光合作用與蒸騰作用的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，19 (2)： 354–360. Cavalcanti F R，Oliveira

36、 J T A，Martins-Miranda A S，Vigas R A，Silveira J A G. 2004. Superoxide dismutase，catalase and peroxidase activities do not confer protection against oxidative damage in salt-stressed cowpea leaves. New Phytologist，163 (3)：563–571. Dhindsa R S，Plumb-Dhindsa P，Thorpe T A. 1982. Leaf senescence：Corr

37、elated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation，and decreased levels of superoxide dismutase and catalase. Journal of Experimental Botany，32 (1)：93–101. Du Jian-xiong，Liu Jin-rong. 2010. Effects of silicon on protective enzyme system and MDA content of turfgrass leav

38、es under drought stress. Grassland and Turf，30 (1)：45–49. (in Chinese) 杜建雄，劉金榮. 2010. 硅對干旱脅迫下草坪草葉片保護酶系統(tǒng)及丙二醛含量的影響. 草原與草坪，30 (1)：45–49. 12期 曹逼力等：硅對干旱脅迫下番茄根系細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及線粒體活性氧代謝的影響 2425 Du Xiu-min，Yin Wen-xuan，Zhao Yan-xiu，Du Hui. 2001. The production and scavenging of rect

39、ive oxygen species in plants. Chinese Journal of Biotechnology，17 (2)：121–125. (in Chinese) 杜秀敏，殷文璇，趙彥修，杜 慧. 2001. 植物中活性氧的產(chǎn)生及清除機制. 生物工程學(xué)報，17 (2)：121–125. Farooq M，Wahid A，Kobayashi N，F(xiàn)ujita D，Basra S M A. 2009. Plant drought stress：Effects，mechanisms and management. Agronomy for Sustainable

40、 Development，29 (1)：185–212. Ge Ti-da，Sui Fang-gong，Bai Li-ping，L Yin-yan，Zhou Guang-sheng. 2005. Effects of water stress on the protective enzyme activities and lipid peroxidation in roots and leaves of summer maize . Scientia Agricultura Sinica，38 (5)：922–928. (in Chinese) 葛體達(dá)，隋方功，白莉萍，呂銀燕，周廣

41、勝. 2005. 水分脅迫下夏玉米根葉保護酶活性變化及其對膜脂過氧化作用的影響. 中國農(nóng)業(yè)科 學(xué)，38 (5)：922–928. Gioniannopolitis C N，Ries S K. 1977. Purificat and quantitative relationship with water-soluble protein in seedling. Plant Physiology，59：315–318. Gong H，Zhu X，Chen K，Wang S，Zhang C. 2005. Silicon alleviates oxidative damage of whe

42、at plants in pots under drought. Plant Science，169 (2)：313–321. Gong H J，Chen K M，Chen G C，Wang S M，Zhang C L. 2003. Effects of silicon on growth of wheat under drought. Journal of Plant Nutrition， 26：1055–1063. Gui Shi-chang，Yang Feng，Zhang Bao-yi，Zhang Xin-quan，Huang Lin-kai，Ma Xiao. 2010.

43、Changes in protective enzyme activities in cells of Hemarthria compressa under water stress. Acta Prataculturae Sinica，19 (5)：278–282. (in Chinese) 桂世昌，楊 峰，張寶藝，張新全，黃琳凱，馬 嘯. 2010. 水分脅迫下扁穗牛鞭草根系保護酶活性變化. 草業(yè)學(xué)報，19 (5)：278–282. Isa M，Bai S，Yokoyama T，Ma Jian F，Ishibashi Y，Yuasa T，Iwaya-Inoue M. 2

44、010. Silicon enhances growth independent of silica deposition in a low-silica rice mutant， lsi1 . Plant and Soil，331 (1–2)：361–375. Kochba J，Lavee S，Spiegel-Royp. 1977. Differences in peroxidase activity and isoenzymes in embryogenic and non-embryogenic‘Shamouti’orange ovular callus lines. P

45、lant and Cell Physiology，18 (2)：463–467. Li He-sheng，Sun Qun，Zhao Shi-jie. 2000. Experiment principle and technology of plant physiology and biochemistry. Beijing：Higher Education Press. (in Chinese) 李合生，孫 群，趙世杰. 2000. 植物生理生化實驗原理和技術(shù). 北京：高等教育出版社. Li Qing-fang，Ma Cheng-cang，Shang Qi-liang.

46、2007. Effects of silicon on photosynthesis and antioxidative enzymes of maize under drought stress. Chinese Journal of Applied Ecology，8 (3)：531–536. (in Chinese) 李清芳，馬成倉，尚啟亮. 2007. 干旱脅迫下硅對玉米光合作用和保護酶的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，18 (3)：531–536. Liang Y C. 1998. Effects of silicon on leaf ultrastructure，chloroph

47、yll content and photosynthetic activity of barley under salt stress. Pedosphere，8 (4)：289–296. Liang Yong-chao，Chen Xing-hua，Ma Tong-sheng，Qian Zai-ren，Liu Li-rong. 1993. Effect of Silicon on growth，yield and quality of tomato. Jiangsu Agricultural Science，(4)：48–50. (in Chinese) 梁永超，陳興華，馬同生

48、，錢在仁，劉禮榮. 1993. 硅對番茄生長、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，(4)：48–50. Liu Yan，Yue Xin，Chen Gui-lin. 2010. Effects of water stress on structure and membrane lipid peroxidation of leaf and root cells of Glycyrrhiza uralensis . Acta Prataculture Sinica，19 (6)：79–86. (in Chinese) 劉 艷，岳 鑫，陳貴林. 2010. 水分脅迫對甘草葉片和根系

49、細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)與膜脂過氧化的影響. 草業(yè)學(xué)報，19 (6)：79–86. Loeffler M，Kroemer G. 2000. The mitochondrion in cell death control：Certainties and incognita. Experimental Cell Research，256 (1)：19–26. Ma C C，Li Q F，Gao Y B，Xin T R. 2004. Effects of silicon application on drought resistance of cucumber plants. Soil Science

50、and Plant Nutrition， 50 (5)：623–632. Ma Huai-yu，Yang Hong-qiang. 2006. The effect of exogenous H2O2 on mitochondrial membrane permeability and cell nuclear DNA in roots of Malus hupehensis . Journal of Plant Physiology and Molecular Biology，32 (5)：551–556. (in Chinese) 馬懷宇，楊洪強. 2006. 外源H2O2對

51、湖北海棠根系線粒體膜透性和細(xì)胞核DNA的影響. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報，32 (5)：551–556. Ming Dong-feng，Yuan Hong-mei，Wang Yu-hai，Gong Hai-jun，Zhou Wei-jun. 2012. Effects of silicon on the physiological and biochemical characteristics of roots of rice seedlings under water stress. Scientia Agricultura Sinica，45 (12)：2510–2519. (in

52、 Chinese) 明東風(fēng)，袁紅梅，王玉海，宮海軍，周偉軍. 2012. 水分脅迫下硅對水稻苗期根系生理生化性狀的影響. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，45 (12)： 2426 園 藝 學(xué) 報 41卷 2510–2519. Patterson B D，Macrae E A，F(xiàn)erguson I B. 1984. Estimation of hydrogen peroxide in plant extracts using titanium

53、（Ⅳ）. Analytical Biochemistry， 139 (2)：487–492. Pei Z F，Ming D F，Liu D，Wan G L，Geng X X，Gong H J，Zhou W J. 2010. Silicon improves the tolerance to water-deficit stress induced by polyethylene glycol in wheat（ Triticum aestivum L.）seedlings. Journal of Plant Growth Regulation，29：106–115. Qia

54、n Qiong-qiu，Zai Wen-shan，He Yong，Wang Yong-chuan，Zhu Zhu-jun. 2006a. Protection of exogenous silicon and CoQ10 on mitochondria in cucumber（ Cucumis sativus L.）roots under salt stress. Scientia Agricultura Sinica，39 (6)：1208–1214. (in Chinese) 錢瓊秋，宰文姍，何 勇，王永傳，朱祝軍. 2006a. 外源硅和輔酶Q10對鹽脅迫下黃瓜根系線粒體

55、的保護作用. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，39 (6)： 1208–1214. Qian Qiong-qiu，Zhu Zhu-jun，He Yong. 2006b. Effects of Silicon on the mitochondria respiration and lipid peroxidation of cucumber（ Cucumis sativus L.）roots under salt stress. Plant Nutrition and Fertilizer Science，12 (6)：875–880. (in Chinese) 錢瓊秋，朱祝軍，何 勇. 2

56、006b. 硅對鹽脅迫下黃瓜根系線粒體呼吸作用及脂質(zhì)過氧化的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，12 (6)：875–880. Rauckman E J，Rosen G M，Kitchell B B. 1979. Superoxide radical as an intermediate in the oxidation of hydroxylamines by mixed function amine oxidase. Molecular Pharmacology，15 (1)：131–137. Romero-Aranda M R，Jurado O，Cuartero J. 2006. S

57、ilicon alleviates the deleterious salt effect on tomato plant growth by improving plant water status. Journal of Plant Physiology，163：847–855. Schmidt R E，Zhang X，Chalmers D R. 1999. Response of photosynthesis and superoxide dismutase to silica applied to creeping bentgrass grown under two fer

58、tility levels. Journal of Plant Nutrition，22 (11)：1763–1773. Shao H B，Chu L Y，Jaleel C A，Zhao C X. 2008. Water-deficit stress-induced anatomical changes in higher plants. Comptes Rendus Biologies， 331 (3)：215–225. Smith M M，Hodson M J，PIK H，Waninwright S J. 1982. Salt-induced ultrastructural da

59、mage to mitochondria in root tips of a salt-sensitive ecotype of Agrostis stolonifera . Journal of Experimental Botany，33 (5)：886–895. Sun Yong-dong，Liu Zun-chun，Qi An-guo，Luo Wei-rong. 2008. Physiological response of cucumber seedling’s root to water stress. Acta Agriculturae Boreali-occid

60、entalis Sinica，17 (6)：136–139. (in Chinese) 孫涌棟，劉遵春，齊安國，羅未蓉. 2008. 黃瓜幼苗根系對水分脅迫的生理反應(yīng). 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，17 (6)：136–139. Takahashi E，Ma J F，Miyake Y. 1990. The possibility of silicon as an essential element for higher plants. Comments on Agricultural and Food Chemistry，2 (2)：99–122. Wei Xing，Wang Zheng-q

61、uan，Zhang Guo-zhen. 2010. Morphological and activity variation of mitochondria in fine roots of Fraxinus mandshurica seedling under drought stress. Chinese Journal of Plant Ecology，34 (12)：1454–1462. (in Chinese) 衛(wèi) 星，王政權(quán)，張國珍. 2010. 干旱脅迫下水曲柳苗木細(xì)根線粒體的形態(tài)及活性變化. 植物生態(tài)學(xué)報，34 (12)：1454–1462. Xu Cheng

62、-xiang，Liu You-liang，Ma Yan-ping. 2007. Effects of silicon on parameters of chlorophyll fluorescence and ultrastructure of chloroplast in Aloe vera L. under salt stress. Acta Horticulturae Sinica，34 (4)：979–984. (in Chinese) 徐呈祥，劉友良，馬艷萍. 2007. 硅對鹽脅迫下庫拉索蘆薈葉綠素?zé)晒鈪?shù)和葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響. 園藝學(xué)報，34 (4)：979–9

63、84. Yamamoto Y，Kobayashi Y，Devi S R，Rikiishi S，Matsumoto H. 2002. Aluminum toxicity is associated with mitochondrial dysfunction and the production of reactive oxygen species in plant cells. Plant Physiology，28：63–72. Yang Jiu-ying，Wu Shi-jun，Tan Yan-ping，Liu Xue-qun. 2004. The content of mal

64、ondialdehyde in relation to its mitochondrial membrane fluidity. Chemistry & Bioengineering，(2)：13–15. (in Chinese) 楊玖英，吳士筠，譚艷平，劉學(xué)群. 2004. 線粒體丙二醛含量對膜流動性的影響. 化學(xué)與生物工程，(2)：13–15. Zhao Yun-gang，Xu Jian-xing. 2001. Mitochondria，reactive oxygen species and apoptosis. Progress in Biochemistry and Bio

65、physics，28 (2)： 168–171. (in Chinese) 趙云罡，徐建興. 2001. 線粒體活性氧和細(xì)胞凋亡. 生物化學(xué)與生物物理進展，28 (2)：168–171. Zhou Xiu-jie，Zhao Hong-bo，Ma Cheng-cang. 2010. Studies on silicon increased drought resistance of cucumber seedlings. Chinese Agricultural Science Bulletin，(9)：195–197. (in Chinese) 周秀杰，趙紅波，馬成倉. 2010. 硅提高黃瓜幼苗抗旱性的研究. 中國農(nóng)學(xué)通報，(9)：195–197.