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铜是植物正常生长发育所必需的微量营养元素,也是污染环境的重金属元素之一。当外界铜浓度超过植物正常生长所需范围时,铜会影响植物的各种生理生化过程,最终抑制植物的生长发育。植物体在适应环境的过程中逐渐形成了一系列的适应性机制,包括根系分泌物的络合作用、细胞壁的固定作用、细胞膜的限制作用、螯合作用、液泡的区域化和抗氧化作用等.水稻（Oryza sative L.）是我国以及世界上许多国家的主要粮食作物,土壤中过量的铜不仅会抑制水稻的生长,降低其产量,还可能会通过食物链危害到人类与动物的健康.本研究通过比较167个品种水稻的根系伸长生长在铜毒害下的反应,筛选出一个对铜耐性的水稻品种（B1139）和一个对铜敏感的水稻品种（B1195）.再通过比较这两个耐铜性不同的水稻品种对铜胁迫的响应,对水稻耐铜机理进行研究。我们比较了Cu处理对两个品种水稻B1139和B1195的生长和一些生理指标的影响。与对照相比(0.32μmol 1-1 Cu),5和8μmol 1-1 Cu处理10天对耐铜品种B1139的根系与地上部生物量没有显著影响,但显著降低敏感品种B1195的生物量。Cu处理还显著降低B1195叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量及叶绿素荧光Fv/Fm比率,显著增加B1195的地上部和根系电解质渗漏率及丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量,而对B1139所测指标均没有显著影响.结果显示,铜处理后耐铜品种B1139的各项指标所受影响均显著小于敏感品种B1195,说明B1139的耐铜性显著高于B1195.过量的Cu会诱导植物体内活性氧（ROS）的产生,但植物体内的抗氧化防卫系统能够在一定范围内清除ROS。B1195叶片与根系中的H2O2含量在Cu处理后均显著上升,而B1139则未受显著影响.Cu处理下,B1139叶片中的CAT、GR、APx、SOD和POD的活性均显著提高,而B1195中除了GR和SOD的活性上升外,CAT、APx和POD的活性均显著下降。B1139根系中的CAT、GR、SOD和POD在Cu处理后均没有变化,APX的活性显著上升;而B1195中的CAT活性显著下降,GR、APX、SOD和POD的活性没有变化。两个品种水稻叶片和根系中的GSH/GSSG比值在Cu处理后都显著下降,其中B1195叶片中的GSH/GSSG比值的下降幅度显著大于B1139中的下降幅度。B1139叶片中的AsA/DHA比值在Cu处理后显著上升,而在B1195中没有变化。两个品种水稻根系中的AsA/DHA比值在Cu处理后都明显下降,且B1195的降幅显著高于B1139。结果表明,B1139体内的抗氧化系统消除氧化胁迫的能力显著高于B1195。Cu处理诱导了B1139叶片中NPT的积累,同时也增加了其根系中NPT和PBT的含量,说明巯基在水稻耐铜性具有一定的作用.随着铜处理浓度的增加,水稻地上部和根系中的Cu含量均显著增加,且大部分的Cu都积累于根系.5和8μmol 1-1Cu处理后,B1139根系和地上部中的Cu含量均显著高于B1195,并且B1139的根系与地上部的细胞壁所吸附的Cu含量也显著高于B1195.水稻地上部的Cu约有一半固定于细胞壁,另一半以可溶态存在,而根系中的Cu则有70-90%都是与细胞壁相结合.其中B1139的根系与地上部的细胞壁吸附Cu的能力均显著大于B1195.说明水稻根系与地上部的细胞壁在水稻的耐铜性中起着重要作用,且在根系中尤为明显.进一步的实验结果显示,B1139根尖部细胞壁各成分中的总糖含量在Cu处理后均显著上升,而B1195中除了果胶中的总糖含量上升外,其余均显著下降.两品种水稻根基部细胞壁各成分中的总糖含量在Cu处理后均有所下降.Cu处理没有改变B1139根系细胞壁中的中性糖的组成和含量,却显著增加了B1195根尖部和根基部细胞壁各成分中的树胶醛糖、木糖和半乳糖的含量.B1139根尖部和根基部的细胞壁各成分中的糖醛酸含量在Cu处理后均有所增加,其中其根尖部中的增幅更为显著,而B1195中则没有变化,说明糖醛酸在水稻根系的耐铜性中起着重要作用.Cu处理后B1139根尖部细胞壁果胶、HC-Ⅰ和纤维素中的Cu含量均显著高于B1195,且在水稻根系细胞壁各成分中,果胶中的Cu含量最高.结果表明耐铜品种B1139的根系细胞壁与Cu的结合位点是其根尖部的细胞壁果胶。通过对水稻木质部汁液分泌速率的测定发现,耐铜品种B1139的木质部汁液的分泌速率不受Cu处理的影响,而敏感品种B1195的木质部汁液分泌速率受到显著抑制.Cu处理后B1139木质部汁液中的Cu含量和木质部向地上部运送Cu的速率显著高于B1195.分析Cu处理后水稻木质部汁液中的氨基酸组成变化发现Cu处理后两品种水稻木质部汁液中的各种氨基酸的含量都有所上升,其中含量最高、上升最明显的是丝氨酸.耐铜品种B1139中Ser的含量在Cu处理后增加为其CK的2.02倍,其运输速率则增加为其CK的2.28倍。Cu诱导的耐性品种木质部汁液中丝氨酸含量增加是否与cu在水稻木质部中的运输和解毒相关,还有待于进一步研究。