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NO调控海滨木槿耐盐机制研究

花匠小妙招
2024-12-15 03:29

【摘要】： 一氧化氮(NO)作为植物体内一种重要的信号分子,对缓解生物胁迫与非生物胁迫有着明显的作用。本实验采用硝普钠(SNP)为外源NO供体,亚甲基蓝(MB)作为NO信号转导通路抑制剂,探究SNP对盐胁迫下海滨木槿(Hibiscus hamabo Sieb.et Zucc.)种子萌发和幼苗耐盐性的影响。并进一步采用2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-3-氧代-1-氧(PTIO)作为NO专一性淬灭剂,探究NO参与海滨木槿耐盐应答机制及分子调控作用。1.SNP对盐胁迫下海滨木槿种子萌发及生理生化指标的影响(1)盐胁迫下海滨木槿种子的萌发受到了抑制,施加低浓度的SNP对盐胁迫下种子萌发起促进作用,高浓度的SNP则起抑制作用。盐胁迫下同时施加SNP和MB,SNP促进种子萌发的作用消失。这说明SNP通过NO调控盐胁迫下海滨木槿种子萌发,且具有一定的浓度效应,即低浓度促进种子萌发,高浓度抑制种子萌发。(2)盐胁迫下,海滨木槿种胚中Na~+和K~+浓度上升,施加适宜浓度的SNP可以抑制种胚对Na~+的吸收,而对K~+吸收没有明显作用。这说明SNP通过抑制种胚对Na~+的吸收,使种子在萌发过程中保持较低的Na~+/K~+,以维持细胞内离子稳态。(3)海滨木槿种胚中抗坏血酸(AsA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性因盐胁迫而升高,而施加适宜浓度SNP抑制了盐胁迫下种胚AsA含量、SOD活性和APX活性升高。盐胁迫下海滨木槿种胚过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量和相对电导率也升高,施加适宜浓度的SNP降低了盐胁迫下种胚H_2O_2、MDA含量和相对电导率。这表明SNP可以清除海滨木槿盐胁迫产生的活性氧,降低氧化损伤等次生胁迫对种子的伤害,并抑制因盐胁迫导致抗氧化系统的能力增强。2.SNP对盐胁迫下海滨木槿幼苗生长及生理生化指标的影响(1)盐胁迫明显抑制海滨木槿幼苗的生物量、叶片数和叶面积,施加适宜浓度的SNP可以提高盐胁迫下海滨木槿NO含量,并促进海滨木槿生长,其生物量、叶片数和叶面积明显提高。这表明SNP提高了盐胁迫下海滨木槿内源NO含量,并通过NO提高幼苗耐逆性和促进幼苗生长。(2)盐胁迫降低海滨木槿幼苗的相对含水量,但脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量上升。施加适宜浓度的SNP,提高盐胁迫下幼苗的相对含水量,脯氨酸和可溶性蛋白的含量进一步增加,但降低了可溶性糖的含量。这说明SNP主要通过提高幼苗脯氨酸和可溶性蛋白的含量降低水势,保证细胞吸水,以维持较高的相对含水量。(3)盐胁迫增加海滨木槿幼苗Na~+、K~+和Ca~(2+)含量,施加SNP抑制了盐胁迫下幼苗对Na~+的吸收,进一步增加了K~+和Ca~(2+)含量。这说明SNP主要通过抑制幼苗对Na~+吸收,促进Ca~(2+)和K~+的吸收,降低Na~+/K~+,维持离子稳态。(4)盐胁迫下,海滨木槿SOD、APX和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性升高,H_2O_2、MDA含量和相对电导率也升高。盐胁迫并施加SNP后期进一步升高了SOD、APX和GST活性,H_2O_2和MDA含量及相对电导率降低。这说明SNP主要在盐胁迫后期提高植物抗氧化酶的活性,并减少氧化损伤。3.NO参与海滨木槿盐胁迫的应答及对耐盐相关基因的调控(1)盐胁迫下,根硝酸还原酶(NR)活性上升、叶NR活性下降,根和叶一氧化氮合酶(NOS)活性都下降,NO含量与对照相比明显升高。若采用叠氮化钠(NaN_3)抑制NR活性,盐胁迫下的海滨木槿NO含量下降,且低于对照组;若采用N-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)抑制NOS活性,盐胁迫下的海滨木槿NO含量也下降,但仍高于对照组;若同时抑制NR和NOS活性,盐胁迫下的海滨木槿NO含量下降,并与对照组相比降低。这说明NR途径是导致盐胁迫下海滨木槿NO含量上升的主要途径。(2)qPCR结果显示,SNP处理促进海滨木槿HhAKT1、HhAPX和HhGST基因的表达,抑制HhSOD基因的表达。而采用SNP和PTIO共同处理或PTIO单一处理,均抑制海滨木槿HhAKT1、HhAPX、Hh GST和HhSOD基因的表达。这说明NO在转录水平对海滨木槿的离子平衡和抗氧化酶进行调控。

【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018

1 姜杉;黄佳楠;吕慧;赵兴增;刘飞;王鸣;李冬玲;冯煦;陈雨;海滨木槿的化学成分研究[A];中国化学会第十二届全国天然有机化学学术会议论文摘要集[C];2018年