稀土与水稻线粒体相互作用热动力学研究

我国是稀土资源大国和水稻种植大国。将宏观和微观研究手段相结合，采用微量热、显微、荧光和生化分析等技术，结合热动力学方法，在亚细胞水平上，从结构和功能上研究不同稀土对水稻线粒体代谢动态过程的影响及其机制。建立线粒体代谢过程热动力学模型，获取稀土对线粒体代谢动态过程影响的热动力学特征；采用显微技术观察线粒体形态、结构动态变化；研究线粒体离子通道转运、线粒体膜渗透孔MPTP、主要功能酶活性及细胞色素C释放的变化规律；探讨稀土经体内和体外途径对线粒体代谢的作用。深入认识稀土对线粒体代谢动态过程的影响途径及其作用机制，进一步揭示和认识稀土干预细胞动态化学过程中的信息调控机制，获取一条能利用稀土动态调控细胞的途径。在线粒体层面上，从结构和功能上，深化对稀土生物效应机制的认识，从宏观到微观建立稀土生物效应研究的新方法，为指导杂交水稻品质优化及稀土安全利用提供理论依据；形成学科交叉渗透的新途径。

采用微量热、显微、光谱和生化分析等技术，结合热动力学方法，在亚细胞水平上，从结构和功能上，研究了不同稀土对水稻线粒体代谢动态过程的影响及其机制。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；采用显微技术，观察了线粒体形态、结构动态变化；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；探讨了稀土经体内和体外途径对线粒体代谢的作用。在线粒体层面上，从结构和功能上，深化了对稀土生物效应机制的认识，从宏观到微观建立了稀土生物效应研究的新方法，为指导杂交水稻品质优化及稀土安全利用，提供了理论依据。.项目执行期间，相关研究工作共发表SCI源刊论文18篇，获得了国家杰出青年科学基金、2011年国家科技进步奖二等奖、2012年湖北省自然科学奖三等奖、2013年湖北省自然科学奖二等奖(生命相关过程的热力学基础)。较好的完成了该项目的研究任务。