1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
高等植物通过两种策略从根系中获取铁元素两种策略都已经阐明了关键分子成分,包括转运蛋白,酶和螯合剂,现在的研究认为这些组分在参与植物内部铁的运输,细胞内铁运输的转运蛋白也在被广泛研究,大量的研究发现编码这些组分的大多数基因受转录调节铁调节的最新进展集中在拟南芥和水稻上，它们通常分别代表非禾本科和禾本科系统。
尽管fe在土壤中含量丰富，但在好氧条件下尤其是在高ph和钙质土壤中仅微溶（9）。在1970年代，高木（11）发现了古柯酸家族的植物铁载体（mas），它们是从缺铁的禾本科植物中分泌的可溶解fe（iii）的分子。 romheld＆marschner（10）重新审视了各种植物物种中的铁获取机制，并将它们分为两类：非淀粉类植物中的策略i和禾本科植物中的策略ii。自1990年代末以来，已鉴定出与这些策略相关的基因几乎完全符合romheld＆¨marschner（10）提出的模型方案。策略i响应中的两个主要过程是除禾本科植物外，所有其他高等植物所利用的是减少根表面的铁螯合物，并吸收整个根质膜上产生的亚铁离子。负责这些过程的主导基因最早是在1990年代从拟南芥中克隆的，即铁螯合物还原酶氧化酶基因fro2（12）和铁调节转运蛋白基因irt1（2）。从那时起，已从各种植物中克隆了fro和irt的同源物。策略i涉及的其他过程包括从根部向根际排泄质子和酚类化合物，这被认为有助于增加铁离子的溶解度或支持铁在根表面的还原能力。在大量的h -atpase（ha）基因中，有些基因在铁缺乏下被诱导，并被认为在策略i反应中起作用，例如黄瓜csha1（10）和拟南芥aha2（9）。在非豆科植物中尚未鉴定出涉及酚类分泌的基因。然而，最近鉴定出水稻中原儿茶酸排泄物pez1（phenolics efflux zero 1）与铁有关。
本项研究对今后在灾区建立普通栽培稻化防控指施，从而増加当地稻米产量有一定的理论指导意义。
2. 研究的基本内容和问题
水稻等水生植物为长期适应淹水环境，其地上部及根系结构、生理特性等均发生特殊变化而形成大量通气组织，进而把大气中的氧气及根内的氧化性物质释放到根际环境，氧化淹水土壤中的大量还原性物质（如Fe２＋、有机质等）沉积于水稻根表形成铁猛膜。该铁氧化物胶膜是一种两性胶体，它能够通过吸附和共沉淀作用影响土壤中多种元素的化学行为及生物有效性，从而维持植株体的正常生长并减少根系对有害金属离子的吸收。所以，水生植物现已被广泛应用于自然和人工湿地中的矿藏污染和污水处理等过程中。水稻在农业生产中的地位非常重要，它是中国乃至整个亚洲主要的粮食作物之一，然而污水灌概、工业污染、化肥及杀虫剂乱用等人为因素使环境重金扇和有机污染日趋严重（胡正义等，２００９）。因此，对水稻根表铁膜的研究具有保障食品安全性，减少有害物质进入食物链等诸多促进农业可持续发展的现实意义（胡正义等，２００９，徐加宽等，２００５）。
本实验研究淹水环境下水稻根表面铁膜对于铁吸收的影响，并研究外源因素对于铁膜的形成和铁吸收之间的关系。
3. 研究的方法与方案
1.水稻根表锰/铁膜形态采集分别对处理后的四叶期水稻巧数码相机进行表观形态采集取成熟区距根尖12cm以及距根尖3cm的任意种子根切段,于体式显微镜(SMZ1000,尼康公司,日本)下进行细微观察2.外源激素处理浓度梯度处理:分别对四叶期水稻根施不同浓度(50nM，100nM，150nM，200nM)乙烯和赤霉素进行12h预处理,然后进行淹水或Mn2 诱导处理后收获测定元素含量而对照组则根施去离子水进行前处理3.水稻根表钮膜提取并测定含量水稻根表铁猛膜采用DCB法提取,把提取液进行一定程度的稀释后用离子体发射光谱仪(ICP-OESOptima2100,PekinElmer股份有限公司,美国)进行Mn元素含量的测定4.不同浓度钮膜诱导非淹水条件下:四叶期水稻幼苗转移至300ml含有不同浓度Mn2 (0.54.258.5和mg/L)的木村B营养液中Mn2 由一水合硫酸儘溶解提供溶液用0.1M HCl或0.1M NaOH调至PH=5.0完全淹水条件下:四叶期水稻幼苗转移至4L含有不同Mn2 (0.54.258.5和17mg/L)的木村B营养液中5.完全淹水诱导及时间梯度设置参照Zhou等(2001)方法并略做修改淹水营养液为完全木村B营养液(含0.5Mi产),淹水容器为4L的塑料圆桶每桶放水稻幼苗30株,且使植株体具水面距离约10-15cm,W保证隔绝氧气给予光照,2d换一次营养液淹水时间梯度分为0h3h6h12h24h6.定量RT-PCR检测总RNA用Trizol试剂法根据操作手册脚vitrogen,Gaithersburg,MD,USA)提取实时定量RT-PC民反应根据操作手册(AppliedBiosystems,USA),采用试剂SYBR PremixExTaqTM(TaKaRaBioInc.,China),在ABIPRISM7500快速实时定量PCR系统上反应进行Actin为内参,基因的相对表达量为该基因与同一时间点相对于对照处理组该基因表达量的比值,未经胁迫处理幼苗零时刻的相对表达量为17.数据统计分析数据是至少H次独立实验结果的平均值,选用SPSS16.0软件包中的两尾T-检验进行相关独立样本的差异性分析且显著水平为P0.05或P0.0l
4. 研究创新点
1.完全淹水和激素对水稻根表面膜形成都具有显著促进作用，且完全淹水胁迫对稻根表面膜的促进作用可能是通过植物激素（猜测是乙烯）诱导来完成的。
２.多种植物激素能显著増加水稻根表面锰膜含量，降低铁膜含量。
不同水稻晶种形成锰、铁膜能力不同，在响应外源激素效应上存在差异。
5. 研究计划与进展
2019.3~2019.4：查阅和收集资料，明确具体研究方案；2019.4~2019.5：在师兄知道下适应实验室环境；2019.5~2019.8：水稻的水培以及预实验；2019.8~2019.10：几个目的基因的克隆，生理生化试验；2019.10~2020.5：进行实验，收集数据；2020.5~2020.6：系统整理研究成果，提交论文。
