【摘 要】
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日益恶化的土壤有机污染正严重制约着我国农业的可持续发展,近几年来,随着我国畜牧业的集约化生产,我国农业生产过程中过量施用有机肥所引起的土壤抗生素污染现状日益严重,对
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日益恶化的土壤有机污染正严重制约着我国农业的可持续发展,近几年来,随着我国畜牧业的集约化生产,我国农业生产过程中过量施用有机肥所引起的土壤抗生素污染现状日益严重,对农作物的产量及品质造成严重的危害,但是关于土壤抗生素污染对植物生长发育的影响及其机制还有待进一步的探索。本文以番茄根系为实验材料,以典型土壤污染物土霉素为研究对象,研究土霉素对番茄根系生长的影响,并初步探讨了土霉素抑制番茄根尖细胞分裂的机理。主要研究结果如下：1.土霉素对番茄根系生长和细胞分裂具有显著的抑制作用。研究发现10μM的土霉素处理之后,番茄主根的生长受到明显的抑制作用,根尖分生区的长度明显缩短,细胞增殖指数(Pi)以及S期细胞比率(SPF)明显下降,根尖细胞周期相关基因的表达量明显下调,但是拟南芥DNA损伤相关突变体atm、atr、weel和sog1与其对应的野生型相比,对土霉素的敏感性没有发生变化,说明土霉素不是通过引起DNA损伤来抑制番茄根系生长及细胞分裂。2.土霉素抑制番茄根系生长和细胞分裂与根系中活性氧积累减少有关。研究发现土霉素处理之后,番茄根系中活性氧的积累明显减少。NADPH氧化酶的抑制剂DPI处理之后,根系的生长表型及ROS染色结果与土霉素的处理结果相似,并且同时处理DPI和土霉素对番茄根系的抑制作用没有明显的叠加效应。土霉素胁迫条件下,外源添加1mM的过氧化氢之后,番茄根系中活性氧的积累明显增加,根系的长度明显变长,根尖分生区的长度明显变长,细胞增殖指数(Pi)以及S期细胞比率(SPF)明显上升并且细胞周期相关基因的表达量明显上调,说明土霉素抑制番茄根系生长和细胞分裂与根系中活性氧积累减少有关,而外源添加过氧化氢可以明显缓解土霉素的抑制作用。3.土霉素通过增加一氧化氮的积累抑制番茄根系生长和细胞分裂。研究发现101μM的土霉素处理会导致番茄根系中一氧化氮(NO)的积累明显增加；外源添加硝酸还原酶的抑制剂钨酸钠对土霉素的抑制作用具有显著的缓解效果；外源添加NO清除剂cPTIO可以解除土霉素对番茄根系的抑制作用,并且对番茄根尖细胞周期相关基因的表达具有显著的促进作用,说明土霉素可以通过增加根系中由硝酸还原酶介导的一氧化氮的积累进而抑制番茄根系生长和细胞分裂。此外,cPTIO处理对番茄根系中活性氧的积累也有影响,说明土霉素胁迫条件下,活性氧和一氧化氮的相互作用在调控番茄根系生长和细胞分裂过程中起重要作用。
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