中科院南土所:氧化石墨烯对小麦氧化胁迫及离子流的影响 | NMT毒理研究创新科研平台


 

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基本信息
主题:氧化石墨烯对小麦氧化胁迫及离子流的影响
期刊:Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology
研究使用平台:NMT毒理研究创新科研平台
标题:Effect of GrapheneOxide on Growth of Wheat Seedlings: Insights from Oxidative Stress and Physiological Flux
作者:中国科学院南京土壤研究所 滕应、任文杰

 

 

检测指标
Ca2+、H+

 

 

检测样品
小麦根——根冠

 

 

离子流实验处理方法
1)瞬时处理膜电位检测:在不添加氧化石墨烯(GO)的对照根样品中,首先检测5-6 min,随后,在不同氧化石墨烯浓度(200和400 mg L-1)处理下,记录氧化石墨烯诱导的膜电位变化8-9 min,直至数据稳定。
2)预处理流速检测:200 mg L-1 GO处理14天的小麦幼苗

 

Ca2+、H+流结果
GO暴露引起显著的浓度依赖性膜去极化。随着GO浓度的增加,去极化程度增强(Fig.4)。在预暴露期间观察到明显的稳定负膜电位(−55 mV)。200 mg L-1 GO使膜电位的绝对值立即降低到其原始值的50%左右,并在随后的6分钟内显示出轻微的增加。400 mg L-1 的GO使膜电位绝对值(至−5 mV)在添加后立即急剧降低,随后逐渐降低移到正值(5 mV时的最大值)12分钟,并显示出轻微下降,几乎为零。

 

 

 

离子流速结果

图5显示了200 mg L-1 GO对小麦幼苗根冠中H+和Ca2+流速的响应。在该图中,负值和正值分别表示流入和流出。暴露于GO(200 mg L-1)后,H+流出量从39±3显着降低至26±2 pmol cm-2 s-1(p<0.05)。添加200 mg L-1 GO导致Ca2+流入量从40±2降至30±1 pmol cm-2 s-1 明显减少,表明对细胞外Ca2+流入量有抑制作用。

 

 

其他实验结果
GO对根的生长具有刺激作用,低浓度(100 mg L-1)促进,高浓度(1000 mg L-1)抑制。
在1000 mg L−1的GO浓度下,根或叶中的氧化酶活性和MDA含量受到极大的刺激。
SOD、CAT、POD活性与MDA水平呈高度相关。

 

 

结论
GO对小麦幼苗根系生长具有浓度依赖性效应,即低浓度(100 mg L-1)促进和高浓度(1000 mg L-1)抑制。高浓度GO(1000 mg L-1)显著抑制地上部茎长和鲜重。GO浓度为1000 mg L-1时,氧化应激是导致生长抑制的原因,这可能是由于强烈刺激了根或叶中抗氧化酶的活性和MDA含量。GO暴露可减少H+流出和Ca2+流入,并在根部引起明显的浓度依赖性膜去极化。

 

 

离子流实验使用的测试液
0.1 mM CaCl2,0.5 mM MES,pH 5.8
 

 

文章链接:https://doi.org/10.1007/s00128-020-02888-9
 

 

                                                               2019版《NMT论文集》已出版

关键词:非损伤微测技术,Ca2+流速,H+流速

 

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