【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離子的活度和細胞內離子活度的動態變化，與其它測定方法相比，具有連續測定、記錄瞬時變化和真實可靠的特點。不僅如此，利用微電極技術還可以測到一個細胞內不同細胞器內離子的活度。迄今為止，國外研究主要集中在利用微電極技術對大麥、玉米、大豆等作物根系養分離子的研究。由于水稻根系容易木質化，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，所以關于微電極技術在水稻這一中國主要的糧食作物根系養分離子研究中的甚少。


植物葉片較薄，測定時容易發生震動使得微電極易離開細胞，很難得到穩定的測定數據，國內外相關的研究尚處于空白。因此，本文著力于開發微電極技術測定植物葉片的方法以及其在水稻根系硝態氮的吸收和利用方面的研究。首先，通過多次重復的實驗和摸索，在國內首次詳細介紹了用微電極技術研究植物細胞電生理性質的方法，包括電生理實驗系統的組建，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。


用微電極測定發現用含有5mmol·L~(-1)NO_3~-的營養液誘導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間內：細胞質中是0.24～10mmol·L~(-1)，液泡中20～110mmol·L~(-1)，且兩個區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外pH值的條件下，水稻——常規秈稻(楊稻6號)吸收NO_3~-時細胞膜電位的響應特征。結果表明：(1)大多數情況下，未經NO_3~-培養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，偶爾會產生膜電位的超級化。當水稻根系吸收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