【EDTA对吊兰根生长和负向光性的影响】 吊兰具有向光性吗

　　摘要：研究了在水培液中添加乙二胺四乙酸（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉａｍｉｎｅ ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ，ＥＤＴＡ）后对吊兰［Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ （Ｔｈｕｎｂ．）Ｂａｋｅｒ］的根生长和负向光性的影响，结果发现，ＥＤＴＡ抑制吊兰根的生长和负向光性弯曲度，抑制程度随着ＥＤＴＡ浓度的增加而加剧，当ＥＤＴＡ浓度达到１．０ ｍｇ／Ｌ时，吊兰根尖出现坏死；吊兰根尖坏死的过程为先从根尖生长点开始出现红色斑点，然后逐渐向伸长区和成熟区扩散，颜色也逐渐转变为褐色至黑色；ＥＤＴＡ还影响吊兰根毛的形成，不添加ＥＤＴＡ时，吊兰根在水培液中形成的根毛少，ＥＤＴＡ浓度在０．１～０．５ ｍｇ／Ｌ之间时，随着ＥＤＴＡ浓度的增加，根毛数量不断增加，浓度大于０．５ ｍｇ／Ｌ后又不断减少，当浓度达到１．０ ｍｇ／Ｌ时，根毛消失。
　　关键词：吊兰；根生长；负向光性；乙二胺四乙酸
　　中图分类号：Ｓ６８２．３６；Ｑ９４５．７；Ｏ６２３．７３６ 文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）10－2036-02
　　
　　Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＥＤＴＡ ｏｎ Ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ Ｒｏｏｔ
　　
　　ＣＨＥＮ Ｙａｎ，ＦＡＮ Ｙｕａｎ－ｙｕａｎ，ＦＡＮＧ Ｙｕａｎ－ｐｉｎｇ，ＣＨＥＮ Ｊｕａｎ
　　（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｕａｎｇｇａｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈｕａｎｇｇａｎｇ ４３８０００， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＥＤＴＡ （Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉａｍｉｎｅ ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ） ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ （Ｔｈｕｎｂ．） Ｂａｋｅｒ ｒｏｏｔ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＥＤＴＡ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｎｄ ａｎｇｌｅ； ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｗａｓ ａｇｇｒａｖａｔｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ＥＤＴＡ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ. Tｈｅ ｒｏｏｔ ｔｉｐ ｎｅｃｒｏｓｉｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ＥＤＴＡ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ １．０ ｍｇ／Ｌ. ＥＤＴＡ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｏｔ ｈａｉｒ， ｍｏｒｅ ｒｏｏｔ ｈａｉｒ would ａｐｐｅａｒ ｗｈｅｎ ＥＤＴＡ ｗａｓ ０．１ ｍｇ／Ｌ ｔｏ ０．５ ｍｇ／Ｌ but ｌｅｓｓ ｗｈｅｎ ＥＤＴＡ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ０．５ ｍｇ／Ｌ， when EDTA concentration was 1.0 ｍｇ／Ｌ， root hair disappeared．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ（Ｔｈｕｎｂ．） Ｂａｋｅｒ； root growth； ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｔｒｏｐｉｓｍ； ＥＤＴＡ
　　
　　乙二胺四乙酸（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉａｍｉｎｅ ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ，ＥＤＴＡ）是一种金属离子螯合剂，且有很强的亲钙性，可以螯合细胞壁和细胞膜上的钙离子，从而影响细胞对钙的吸收［１］。Ｃａ２＋作为细胞内信号、外信号的重要第二信使，在调节植物细胞信号传递方面起着关键的作用，能调控几乎所有的生理活动［２］。植物的向光性反应是植物受单侧光源照射时所引起的定向生长运动，拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ Ｌ．）、水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）、稗草（Ｅｃｈｉｎｏｃｈｌｏａ ｃｒｕｓｇａｌｌｉ Ｌ．）、千金子（Ｌｅｐｔｏｃｈｌｏａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ Ｌ．）、牛筋草（Ｅｌｅｕｓｉｎｅ ｉｎｃｌｉｃａ Ｌ．）、大狗尾草（Ｓｅｔａｒｉａ ｖｉｒｉｄｉｓ Ｌ．）、鳢肠（Ｅｃｌｉｐｔａ ｐｒｏｓｔｒａｔｅ Ｌ．）和风信子（Ｈｙａｃｉｎｔｈｕｓ ｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ Ｌ．）等植物的根均具有负向光性生长特性［３－５］，钙信号在水稻根负向光性形成中起着重要的作用［１］。试验在总结前人研究的基础上，初步探讨了ＥＤＴＡ对吊兰［Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｕｍ ｃｏｍｏｓｕｍ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｂａｋｅｒ］根生长和负向光性的影响与钙信号的关系，现将结果报告如下。
　　１材料与方法
　　１．１吊兰根的培养
　　供试材料为实验室培养的宽叶吊兰［Ｃ． ｃｏｍｏｓｕｍ ｖａｒ． ｖａｒｉｅｇａｔｅ］。取长势良好的吊兰，去掉根系后插入水下２ ｃｍ，对玻璃缸进行黑布遮光，使根系在暗中进行生长。待新根长出约１～２ ｃｍ后，选42株作为试验材料。
　　１．２单侧光处理
　　光源选用４０ Ｗ的日光灯，仅对玻璃方缸的一侧进行照光，移动光源与吊兰根之间的距离，使各玻璃方缸中的吊兰根受光均匀［４］。
　　１．３外源ＥＤＴＡ处理单侧光照射下的根
　　设7个处理，每处理６株培养好的吊兰，均用单侧光照射吊兰根，在处理2至处理7的培养液中分别加入０．０５、０．１０、０．３０、０．５０、０．８０、１．００ ｍｇ／Ｌ的ＥＤＴＡ进行处理，处理1培养液中不加ＥＤＴＡ，作为对照组。
　　１．４观察记录
　　在培养后的第一天、第二天、第三天分别用数码相机拍摄经不同处理后的吊兰根，并用直尺测量单位时间内根的生长量，计算生长速率；用量角器测量根负向光性倾斜角度（根的负向光性倾斜角度是指根生长方向与重力线的夹角），用徒手切片法制作显微观察片，观察吊兰根毛的生长状况［４］。
　　２结果与分析
　　２．１ＥＤＴＡ对吊兰根生长和负向光性影响
　　ＥＤＴＡ对吊兰根的生长和负向光性的影响结果见表１，从表１可见，ＥＤＴＡ抑制了吊兰根生长和负向光性的形成，并且随着ＥＤＴＡ浓度的增加，抑制程度也不断加大；当ＥＤＴＡ浓度达到１．００ ｍｇ／Ｌ时，吊兰根尖出现坏死，坏死的部位从根尖生长点不断向上扩展，坏死斑点起初呈现红色，之后逐渐变为褐色至黑色（图１）。
　　２．２ＥＤＴＡ对吊兰根尖根毛形成的影响
　　在显微镜下发现，ＥＤＴＡ处理对吊兰根尖根毛的形成有一定的影响。未经ＥＤＴＡ处理的吊兰根尖根毛数量少而显得光滑（图２）；当ＥＤＴＡ浓度处于０．１０～０．５０ ｍｇ／Ｌ之间时，根毛数量随着浓度的增加而增加；当ＥＤＴＡ浓度为０．５０ ｍｇ／Ｌ时，根毛数量最多（图３），随后开始减少；当ＥＤＴＡ浓度为１．００ ｍｇ／Ｌ时，根毛则消失。
　　３讨论
　　ＥＤＴＡ是钙离子的螯合剂，可螯合细胞外的钙离子，降低外钙跨膜内流，从而影响细胞对钙离子的吸收［１］。钙离子是细胞生命活动过程中作用广泛的重要第二信使，与细胞功能、细胞代谢和信号传导密切相关［２］。细胞内钙离子的来源主要有两条途径，一是外钙跨膜内流，二是胞内钙库释放［６］。植物体内钙离子的作用主要有两个方面，一方面钙具有营养功能，另一方面又具有独特的信使作用，这两方面的作用在吊兰根的生长量增加上都必不可少；吊兰根负向光性形成与钙信号传导过程密切相关［１］。因此，ＥＤＴＡ对吊兰根系生长和负向光性的抑制作用可能是因为抑制了钙离子的吸收而造成的。
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　　参考文献：
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　　［６］ ＯＲＡＬＬＯ Ｆ，ＧＩＬ－ＬＯＮＧＯ Ｊ，ＢＡＲＤＡＮ Ｂ，ｅｔ ａｌ． Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｈｙｄｒａｌａｚｉｎｅ ａｎｄ ｎｉｆｅｄｉｐｉｎｅ ｏｎ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃａ ｉｎｆｌｕｘ ｏｆ ｒａｔ ａｏｒｔａ［Ｊ］． Ｊ Ｐｈａｒｍ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ，１９９１，４３（５）： ３５６－３５９．
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