镧(La)在农业上作为一种植物生长调节剂,已经有近50年的历史。低浓度的镧促进了作物生长,但高浓度对植物有毒害作用。尽管近年来对镧调控植物生长发育的生理学机理研究取得了很多发展,但La对根系发育和早期幼苗生长的影响机制仍不清楚。本论文研究以拟南芥为材料,采用植物生理学、药理学、分子生物学和遗传学的方法,对镧调控根系发育和早期幼苗生长的机理进行了较为系统的研究。论文主要取得以下结果:1、高浓度La抑制了主根(PR)生长并诱导侧根(LR)的发生。La在PR根尖中诱导了细胞死亡,从而导致分生细胞分裂潜能、干细胞活性的丧失;La还影响了生长素转运蛋白的表达,从而影响了根尖IAA分布。2、La诱导了活性氧(ROS)在PR中过度积累。减少ROS在根尖的积累,缓解了 La对PR生长的抑制作用,从而提高了分生细胞分裂势,增加了生长素在根尖的累积,提高了根尖细胞存活率。3、La诱导了细胞内吞作用,我们发现ROS参与了 La诱导的内吞过程。这些研究表明,La影响根系生长,至少部分是通过调节根部的ROS水平来诱导PR细胞死亡和随后的生长素再分布,从而导致根系结构的重排。4、低浓度的La对拟南芥种子萌发没有显著影响,高浓度的La对种子萌发有显著的抑制作用。抑制恢复试验表明,La对种子萌发造成的抑制作用是不可消除的。综上所述,在对拟南芥幼苗的影响方面,La诱导了活性氧在PR中过度积累。而且,高浓度La抑制了主根生长并诱导侧根的发生。此外,La还诱导了细胞内吞作用。而在对种子萌发方面,高浓度的La对种子萌发有显著的抑制作用,且其对种子萌发造成的抑制作用是不可消除的。