稀土对作物线粒体的作用机理研究

选择典型作物水稻、小麦及油菜为研究对象，系统研究稀土对植物线粒体的作用机制。首先对稀土在作物细胞、线粒体中的定位及赋存形式进行研究，然后循三条途径对稀土作用进行探讨。在体内途径上，首先探讨稀土作用下线粒体代谢及呼吸功能变化，同时对线粒体表观形态及内部结构进行显微分析，从微观上解析线粒体功能变化；在细胞层面上，探讨稀土作用下作物细胞信号传导系统、细胞形态结构、膜通透性及线粒体膜电位的变化特征，分析细胞凋亡特征及成因；在离体线粒体层面，首先探讨稀土作用下线粒体代谢变化规律，然后分析线粒体形态结构、离子通道转运、膜渗透孔MPT以及细胞色素C的变化规律，并从线粒体层面进一步探讨植物细胞凋亡成因。综合比较稀土对几种作物作用的研究结果，获得稀土对作物线粒体作用机制的清晰图像，解答稀土如何通过线粒体途径促进作物生长以及稀土是否为植物必须元素等基本理论问题，并且为线粒体的结构和功能研究探索出新的途径。

为了研究不同稀土离子对作物线粒体基础代谢的影响及其机制，以水稻、油菜为研究对象，将微量热技术和热动力学方法结合，建立了线粒体代谢过程热动力学模型，获取了稀土对线粒体代谢动态过程影响的热动力学特征；同时，采用光谱法和生化分析技术， 研究了线粒体H+/K+渗透性、线粒体膜渗透孔MPTP、ROS 和细胞色素C释放的变化规律，进一步从结构和功能上分析探讨了稀土对线粒体作用规律及其机理。解答了稀土如何通过线粒体途径影响作物生长，为作物优质生产及稀土农业实践提供了理论依据，并且为线粒体的结构和功能研究探索出了新的途径与方法。.项目执行期间，相关研究工作共发表SCI刊源论文15篇。较好的完成了该项目的研究任务。