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详细介绍了用双阻离子选择性微电极活体测定小白菜叶片活体细胞中硝酸根离子的活度的方法原理及注意事项.微电极与溶液中硝酸根离子的浓度呈对数曲线的关系,斜率为48～58 mV,对硝酸根离子浓度有较低的检出限,是一种选择性高、灵敏、经济的测定植物活体细胞中离子活度的方法.小白菜生长至六叶期时,用含有5mol m-3 NO3-的营养液诱导48h.测定结果表明,叶片细胞中硝酸根离子活度分布在活度高低明显不同的两个区间内,在细胞质中是0.24～10 mol m-3,液泡中20～110 mol m-3, 且两个区间在细胞跨膜电位上也有差异.液泡占整个细胞体积的90%, 所以,植物所吸收的硝酸根离子都集中在液泡中. 相似文献
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本文介绍了双阻NH4+选择性微电极的制作方法、工作原理及操作方法。微电极电位响应値与溶液中NH4+的活度呈对数曲线的关系,NH4+选择性微电极与其他类型的电极(如H+、NO3-)最大区别是K+的干扰,在含有72 mmol/L K+的标定溶液中,电极标定曲线的斜率为48~58 mV,对NH4+的检出限小于10-4 mol/L,说明电极对NH4+有较高的选择性,受K+的影响较小,可以用来测定。用以测定2.5 mmol/L NH4+培养2周的水稻叶片,结果表明,叶片细胞中NH4+活度分布在高低不同的两个区间内,分别代表了细胞质和液泡中的测定,水稻叶片细胞质和液泡NH4+的活度分别为2.58~9.30
mmol/ L和11.36~25.20 mmol/L。水稻叶片组织中的NH4+主要来自液泡,流动分析仪测定的水稻叶片组织的NH4+浓度为11.12 mmol/L。NH4+选择性微电极为研究水稻对NH4+的吸收利用提供了技术支撑。 相似文献
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双管离子选择性微电极制备方法研究 总被引：1，自引：1，他引：0
双管离子选择性微电极被广泛应用于植物细胞外离子流速和细胞内离子活度的测量,但双管离子选择性微电极(Ion-Selective Microelectrode,ISME)的制备过程繁琐,不可控因素多,制备成功率低。针对存在的问题,该研究提出了一种简易、快速的双管ISME制备方法。首先,介绍了双管微电极制备、硅烷化和电极尖端灌充液态离子交换剂(Liquid Ion Exchanger,LIX)的具体流程;其次,对制备的双管ISME的能斯特斜率和响应时间进行了测试。试验结果表明,使用蒸汽硅烷法对双管微电极进行硅烷化处理,最优硅烷化温度、二甲基二氯硅烷剂量和硅烷化时间分别为150℃、45μL和90min;制备的双管氢离子、钾离子、钙离子、氯离子选择性微电极的能斯特斜率分别为54.08、56.51、27.08和-58.80 mV/dec;4种双管ISME的响应时间介于0.20～0.42 s之间。研究结果表明,由该研究制备方法制作的双管ISME,可以满足植物细胞外离子流速和细胞内离子活度信息检测的要求。双管ISME的快速制备,降低了离子选择性微电极技术的应用难度,将有利于植物电生理检测试验的进行和离子选择性微电极技术在农作物育种、生理抗逆、植物营养吸收与同化等研究领域的应用。 相似文献
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自参考离子选择性电极技术应用中的微电极制备及测试 总被引：2，自引：2，他引：0
SIET（self-referencing ion electrode technique,自参考离子选择性电极技术）是电生理学研究的新手段,可以在植物抗逆研究中无损地获得植物细胞、组织、器官微区内离子流动态变化信息,而离子选择性微电极的制备及性能测试的标准化是SIET系统对植物活细胞、活体组织原位离子流测试的前提。该文以钾离子选择性微电极为例,详细讨论了离子选择性微电极的拉制、硅烷化、灌充等制备过程,研究了微电极内阻等电极参数的测量方法,测试了微电极的能斯特响应斜率、检测范围、响应时间等参数,讨论了制备过程中微电极性能的影响因素。离子选择性微电极使用WD-2型微电极拉制仪由无导液丝的TW150-3型硼硅酸盐玻璃毛细管拉制成形,其尖端直径为1～9 μm,干燥后用5%硅烷试剂在150℃温度下做硅烷化处理,再灌充入内充液与LIX（liquid ion exchanger,液态离子交换剂）而制成。研究表明：LIX成分是影响微电极内阻的重要因素,灌充LIX后的钾离子选择微电极（LIX长度为150～210 μm）内阻达到108～109 Ω,明显高于灌充LIX前;微电极在0.01～500 mmol/L K+浓度范围内具有很好的线性关系,R2=0.9998,能斯特斜率为53.095 mV/dec;微电极对1和100 mmol/L KCl溶液的平均响应时间t95%小于1 s。研究结果表明,离子选择性玻璃微电极的制备过程是影响微电极性能的关键,微电极尖端尺寸、内阻、响应时间等参数对微电极的应用影响显著。该研究可为离子选择性微电极的制备及其在SIET系统中的应用提供参考。 相似文献
5.
非损伤微测技术(Non-invasive Micro-test Technology, NMT)是一种通过微电极实时测定进出活体材料离子和小分子流速的技术,已广泛应用于植物的生长发育和逆境胁迫等研究领域中。目前该技术专用的重金属微电极种类非常少,因此其在重金属胁迫研究中的应用也受到了限制。本文在前期工作的基础上开发了一种基于非损伤微测技术的Zn~(2+)选择性微电极,首次实现了活体条件下植物根际Zn~(2+)离子流的实时、动态检测。研发的微电极在去离子水中对Zn~(2+)的线性响应范围为10–6～10~(–1) mol/L,能斯特斜率为30.2mV/decade(浓度每增加或减少10倍电位值的变化),响应时间t_(95%)≤1s,正常工作pH范围为3.5～7.0;在简易模拟土壤溶液(0.1mmol/L Ca(NO_3)_2、0.1 mmol/L KNO_3、0.1 mmol/L Mg(NO_3)_2和1 mmol/L NaNO_3)中,其线性响应范围变为5×10~(-5)～10~(-1) mol/L,能斯特斜率为28.1mV/decade,对土壤溶液中的共存阳离子具有较好的抗干扰性。利用构建的非损伤微测Zn~(2+)选择性微电极对Zn/Cd超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)根际不同微区的Zn~(2+)离子流进行了实时检测。该技术的成功研发为活体条件下深入认识Zn~(2+)在植物根际的微界面过程与机制提供了一种强有力的研究手段。 相似文献
6.
通过水培试验,探讨了主要盐基离子(NO3-、SO42-、SiO32-)对小白菜Cr(Ⅵ)污染毒性的调控作用,结果表明:①Cr对小白菜有极强的致毒能力,可有效抑制小白菜生长、Fe养分吸收和小白菜叶片硝酸还原酶活性,故妨碍碳氮代谢进而降低小白菜产量品质;②适度提高NO3--N浓度可有效缓减Cr对小白菜吸收Fe和硝酸还原酶活性的抑制毒性,并刺激小白菜生长,但NO3-同时也有协同促进小白菜吸收Cr的明显效果:③适当提高SO42-浓度能有效抑制小白菜对Cr吸收,并提高小白菜硝酸还原酶活性,但过高SO42-浓度有一定盐胁迫毒害效应,会影响其对降低小白菜Cr生物毒性的作用效果;④SiO32-对小白菜吸收Cr有较强的抑制作用,但这种作用未起到缓减小白菜Cr生理毒性的明显效果.试验结果表明,适当控制营养液NO3-浓度是抑制小白菜Cr吸收的关键,针对不同的Cr污染水平来调节NO3-、SO42-、SiO32-浓度配比,是抑制小白菜吸收Cr的有效技术措施. 相似文献
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盐胁迫对小型西瓜幼苗体内离子分布的影响 总被引：7，自引：1，他引：6
采用营养液水培法,研究了不同NaCl浓度对耐盐性不同的两个小型西瓜品种（秀雅和秀丽）幼苗体内离子分布的影响。结果表明,NaCl胁迫抑制了西瓜幼苗的生长,秀雅生长受抑制程度明显小于秀丽; 随NaCl浓度的提高,植株体内Na+和Cl－含量增加,K+、 Ca2+和Mg2+含量降低。5种离子在器官间呈区域化分布,Cl－主要积累在茎中而Na+主要积累于茎和根中; K+含量在茎中降低幅度较大,叶中降低幅度较小; Ca2+和Mg2+主要存在于茎和叶中,且在叶中降低幅度较小。NaCl胁迫下,西瓜根向茎选择性运输K+和Ca2+的能力降低,而茎向叶选择性运输的能力提高,有利于减轻NaCl胁迫对叶片的伤害。与秀丽相比,秀雅叶中K+、 Ca2+含量降低幅度较小,Cl－和Na+积累量较少,K+/Na+和Ca2+/Na+比值均较高,茎向叶运输的SK,Na和SCa,Na值也较高。以上结果说明,向叶片运输Na+的选择性较低,是秀雅耐盐性较强的主要原因之一,离子在器官水平上的区域化分布是西瓜植株适应盐胁迫的重要生理机制之一。 相似文献
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植物液泡中硝酸盐行为的研究概况 总被引：30，自引：4，他引：30
化学氮肥利用率低和损失严重而造成的环境污染问题是农业生态系统中氮素管理首当其冲要研究和解决的问题 ,这方面的研究工作在国内外报道浩如烟海 ,但突破性进展不多。另一方面 ,植物体内的硝酸盐含量高又严重影响农产品有关的品质性状 ,特别是我国加入WTO后蔬菜和果实中高含量的硝酸盐是影响这些产品出口的主要限制因子之一。因此 ,从植物体本身着手研究植物氮素高效利用的机理与途径 ,这是近几年来植物氮素营养研究的热点之一。植物液泡占据了成熟植物细胞体积的 90 %左右 ,而液泡和细胞质中硝酸盐的浓度通常分别在 30～ 5 0molm- 3和 3～ 5molm- 3,因此 ,如何调动植物液泡中的硝酸盐使之得到更高程度的再利用 ,这是提高植物氮素利用效率和降低植物体内硝酸盐含量的途径之一。本文综述了国内外有关液泡中硝酸盐行为的研究状况 ,在此基础上作者首次提出植物液泡中硝酸盐的内外流与植物氮素高效利用之间可能存在着密切的关系 ,旨在拓始这方面的工作能尽快开展 ,为植物氮素高效利用的分子生物学研究开辟新的研究领域。 相似文献
9.
蔬菜中硝酸盐因其对人类健康有不利影响而受到广泛的关注[1~4]。沈其荣等[5]认为植物液泡作为临时的无机离子和养分离子的储存库,在维持细胞质离子浓度的动态稳定的过程中有着很重要的作用。硝态氮是液泡中储存大量离子的成分之一,当外源硝态氮供应不足时,储存于液泡中的硝态氮能被调配出来维持细胞质中硝酸盐浓度的稳定而满足植物对氮的需求。同样也有人提出不同的观点,认为细胞液泡内的硝酸盐离子是不容易被植物再调动的[5],植物在细胞质中同化硝酸盐离子的速度远远超过了硝酸盐离子从液泡中释放进而被植物再利用的速率,仅仅通过调动液泡内的硝酸盐是不能够维持植物的正常生长的。我们先前在水稻、菠菜、小白菜、番茄、生菜等作 相似文献
10.
锌离子活度对水稻锌积累与分配的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
采用HEDTA螯合剂缓冲营养液培养法,选用籽粒含锌量有明显差异的2个基因型水稻(BY和Z921),设置4种锌离子活度(pZn2+9.7、10.3、11.0、11.4),研究了锌离子活度对水稻锌积累、分配的影响以及对不同时期水稻叶片中锌的化学形态的影响。结果显示:(1)2个基因型水稻各器官的锌含量都随着锌离子活度的升高而升高,但不同基因型间,同一基因型不同器官间均存在差异,供锌正常的的条件下,锌首先向代谢活性较弱的营养器官分配;缺锌的条件下,锌首先满足籽粒的需要;(2)从籽粒锌分配看,当锌离子活度(pZn2+)小于10.3时,糙米锌含量最高,当pZn2+升高到9.7时,颖壳锌含量则超过糙米,糙米和精米锌含量的比值在0.79～0.90之间,并以pZn2+为9.7时为最小;(3)任一锌离子活度下,BY籽粒锌含量均大于Z921。表明通过筛选籽粒富锌水稻品种来提高稻米锌含量是经济可行的,且通过增加环境锌离子活度来改善水稻的锌营养能显著提高水稻籽粒的锌含量;(4)营养生长前期,水稻叶片中的锌主要以活性较低的醋酸提取态(重金属磷酸盐)存在;营养生长后期,锌主要以乙醇提取态(醇溶性蛋白、氨基酸等)存在。 相似文献
11.
用N同位素分析方法并结合调查区域土地利用类型的分析 ,对杭州市城区 2 1口水井取样分析以确定杭州城市地下水的水质结果显示 :本地区地下水硝酸盐污染严重 ,杭州城市地下水水质属于Ⅲ类水标准 ,不宜饮用。有 4 0 5 %样品的NO3 N含量超过了世界卫生组织的标准 (N10mgL-1)。我们发现不同的土地利用区有不同的NO3 N水平 (N 0 0 4～ 34 4 1mgL-1)。同时我们引进N同位素方法以辨明NO3 N污染源 :居住区地下水δ15NNO3值为 10 4‰～ 2 2 0‰ ,农业区δ15NNO3值的为 17 5‰～ 19 5‰。生活污水是城市浅层地下水的主要NO3 N污染源。在居住区还存在点源污染 ,如化粪池 ;种植蔬菜施用的有机肥则是农业区的NO3 N污染源。 相似文献
12.
UPWARD MOVEMENT OF NITRATE IN A BARE SOIL IN UGANDA 总被引：1，自引：0，他引：1
D. STEPHENS 《European Journal of Soil Science》1962,13(1):52-59
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对北京市平原农区481眼深层井硝态氮含量进行了分析。结果表明,北京市平原农区深层地下水硝态氮(NO-3N)含量平均为5.74mgL-1,其中48.4%的调查机井受到人类活动的影响(NO-3N≥2mgL-1),21.0%的机井超过国际安全允许上限(NO-3N≥10mgL-1),8.1%的机井超过我国饮用水上限(NO-3N≥20mgL-1)。地下水位在120～200m的饮用水质量总体较好,硝态氮平均含量为5.16mgL-1,超标率为13.8%;而地下水位在70～100m的农灌水质量相对较差,硝态氮平均含量为5.98mgL-1,超标率为24.1%。近郊地下水质量劣于远郊,其中近郊饮用水超标率为38.7%,远郊为3.0%;近郊农灌水超标率为52.6%,远郊为15.3%。地下水硝态氮超标区域主要集中在老菜区。总体来看,北京市平原农区地下水硝态氮污染程度已超过欧美国家,必需及早采取有效措施加以控制。 相似文献
14.
不同氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响 总被引：126，自引：13，他引：113
利用盆栽试验,研究了氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响。结果表明,施用氮肥使蔬菜的生长量提高1.1～6.1倍,但增长并不与氮肥用量同步。氮肥用量较高时,蔬菜生长受到抑制,生长量有降低趋势;硝态氮含量却随氮肥用量增加而不断升高,两者呈显著正相关（r=0.933～0.957）。蔬菜各器官、部位的硝态氮含量存在明显差异。不施氮肥时,根的硝态氮含量大于茎叶,茎又大于叶;施氮后根的含量小于茎叶,茎小于叶;无论施氮与否,叶柄的含量均高于叶片。把蔬菜的生长、硝态氮吸收及还原转化联系起来分析,可以看出,增加氮肥用量虽然提高了硝酸还原酶活性,但硝态氮的还原作用仍小于吸收,从而导致蔬菜体内出现硝态氮累积。而且,随氮肥用量增加,硝态氮累积量的增加远超过了生长量的提高,使硝态氮含量迅速升高。 相似文献
15.
The plants growing in natural field conditions do not express their full genetic potential of nitrogen (N) utilization due to a limiting availability of N at later stages of growth. Their full potential is likely to manifest under non-limiting nitrogen supply wherein the high nitrate reductase (HNR) and the low nitrate reductase (LNR) genotypes should differ significantly in their N-utilization efficiencies. In a sand culture experiment, using IC 321157 (HNR) and C 306 (LNR) genotypes of Triticum aestivum L. under controlled conditions, 15-day-old plants were collected in triplicate and analyzed for nitrate content, N-metabolizing enzymes and N harvest. Kinetic studies were conducted to obtain the Km and Vmax values for enzymes. The values for nitrate content, activities of the nitrate- and the ammonium- assimilating enzymes, biomass and N harvest were higher in the HNR than in the LNR genotype. The higher affinities of enzymes to their substrates in the HNR genotype indicated a greater potential of this genotype for N utilization under non-limiting N supply with a well-coordinated system of N uptake and assimilation. The study suggests that the N-utilization efficiency of plants can be improved by exploiting their full genetic potential under non-limiting N supply, which may be achieved by synchronizing the supply with demand during late stages of plant growth. It also shows that the enzymes responsible for N assimilation act in a coordinated way, thus necessitating the need of a holistic approach for the study of the N-metabolic pathways. 相似文献
16.
水稻根际的硝化作用与水稻的硝态氮营养 总被引：30，自引：3，他引：30
由于淹水条件下土壤硝化作用被强烈抑制 ,人们对水稻氮素 (N)营养的研究主要侧重在铵(NH 4 )营养而忽略了对硝 (NO-3 )营养的研究。但值得注意的是 ,水稻根系能分泌氧气 (O2 ) ,这些O2 能被硝化微生物利用 ,从而将NH 4 氧化成NO-3 ,在根表形成的NO-3 立即被水稻吸收。但通常情况下从水稻土中采集的土样中较难测到NO-3 或数量极微。事实上 ,即便是完全淹水 ,水稻根系也是处于铵、硝混合营养中。本文首先论述了水稻根际通过硝化作用产生NO-3 的过程 ,然后从吸收速率和根系生物量两方面提出了NO-3 对水稻NH 4 吸收和同化的促进机理 ,并比较了NO-3 对侧根生长发育的局部刺激作用和系统抑制作用 ,其中对于NO3 -对侧根生长发育的局部刺激作用是由于NO3 -的营养作用 (NO-3 对植物体内糖类、氨基酸和内源激素的影响 )还是信号物质作用进行了详细阐述 ,最后提出了今后在水稻硝酸盐营养方面的研究方向。 相似文献
17.
缺氧土壤中硝态氮还原菌的生理生化特征 总被引：8，自引：0，他引：8
综述国内外有关硝态氮还原菌生理生化方面的研究进展 ,包括同化还原、硝酸异化还原成铵、呼吸反硝化和非呼吸性反硝化 ,侧重于电子传递系统 相似文献