【摘要】：離子選擇性微電極是一種在活體條件下，測定某一單個細胞內(nèi)離子的活度和細胞內(nèi)離子活度的動態(tài)變化，與其它測定方法相比，具有連續(xù)測定、記錄瞬時變化和真實可靠的特點。不僅如此，利用微電極技術(shù)還可以測到一個細胞內(nèi)不同細胞器內(nèi)離子的活度。迄今為止，國外研究主要集中在利用微電極技術(shù)對大麥、玉米、大豆等作物根系養(yǎng)分離子的研究。由于水稻根系容易木質(zhì)化，根系堅硬測定過程中易造成對微電極的嚴重破壞，加大了研究的難度，所以關(guān)于微電極技術(shù)在水稻這一中國主要的糧食作物根系養(yǎng)分離子研究中的甚少。

植物葉片較薄，測定時容易發(fā)生震動使得微電極易離開細胞，很難得到穩(wěn)定的測定數(shù)據(jù)，國內(nèi)外相關(guān)的研究尚處于空白。因此，本文著力于開發(fā)微電極技術(shù)測定植物葉片的方法以及其在水稻根系硝態(tài)氮的吸收和利用方面的研究。首先，通過多次重復(fù)的實驗和摸索，在國內(nèi)首次詳細介紹了用微電極技術(shù)研究植物細胞電生理性質(zhì)的方法，包括電生理實驗系統(tǒng)的組建，單孔及雙阻離子選擇性微電極的制作方法、工作原理、根系和葉片細胞中離子活度測定方法及注意事項等。實驗證明雙阻硝酸根離子選擇微電極對細胞中硝酸根離子有較低的檢出限，是一種選擇性高、靈敏、經(jīng)濟的活體測定植物細胞中離子活度的方法。

用微電極測定發(fā)現(xiàn)用含有5mmol·L~(-1)NO_3~-的營養(yǎng)液誘導(dǎo)48h后的六葉期小白菜，葉片細胞中硝酸根離子活度分布在活度高低明顯不同的兩個區(qū)間內(nèi)：細胞質(zhì)中是0.24～10mmol·L~(-1)，液泡中20～110mmol·L~(-1)，且兩個區(qū)間在細胞跨膜電位上也有差異。液泡占整個細胞體積的90％，所以，植物所吸收的硝酸根離子都集中在液泡中。其次，運用單孔微電極插入法研究了在不同細胞內(nèi)外pH值的條件下，水稻——常規(guī)秈稻(楊稻6號)吸收NO_3~-時細胞膜電位的響應(yīng)特征。結(jié)果表明：(1)大多數(shù)情況下，未經(jīng)NO_3~-培養(yǎng)的水稻根表皮細胞吸收NO_3~-會引起細胞膜電位瞬時的去極化，偶爾會產(chǎn)生膜電位的超級化。當(dāng)水稻根系吸收NO_3~-時，表皮細胞膜電位改變的程度隨外界NO_3~-濃度的增大而增大，在濃度為0.5mmol·L~(-1)時達到最大；(2)在不同外界pH