NO对镉胁迫下紫花苜蓿种子萌发与Cd积累的调控作用及其机制
发布时间：2018-05-14 19:36
本文选题：紫花苜蓿 + 一氧化氮 ； 参考：《兰州交通大学》2017年硕士论文
【摘要】：镉(Cd)是广泛存在于自然界的一种重金属元素,一氧化氮(NO)是一种普遍存在于生物界的信使分子,广泛参与植物对各种环境胁迫包括Cd胁迫的应答与反应和调控的过程,紫花苜蓿(Medicogo sativa L.)具有清除土壤中高含量Cd、Cu或Zn的能力,是一种很有潜力的土壤修复植物。而对于作物整个生长周期而言,种子的萌发过程是生理代谢最旺盛的阶段。本实验用氯化镉(CdCl_2)模拟Cd胁迫,采用NO供体SNP(Na_2[Fe(CN)_5NO]?2H_2O)、硝酸还原酶(NR)非专一性抑制剂叠氮化钠(NaN_3)、一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-NAME(N'-nitro-L-arginine-methyl ester hydrochloride)和NO专性清除剂c-PTIO(2-4-carboxyphenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide)分别处理紫花苜蓿种子,通过分析Cd胁迫下紫花苜蓿种子内源NO的产生及产生途径,NO对Cd胁迫下紫花苜蓿种子萌发生长、贮藏物质积累、膜脂过氧化、抗氧化酶系统、渗透调节物质和Cd含量的影响,探讨NO在植物逆境胁迫响应中的作用及其机理。结果表明:(1)Cd胁迫增加了紫花苜蓿种子萌发过程中内源NO的产生,表明NO信号与紫花苜蓿种子抵抗Cd胁迫有关。从处理第一天到第五天,NO含量总值呈现显著性变化。随着Cd处理浓度的增大,NO含量总体呈现上升趋势,或先上升后下降但各处理浓度下NO含量均显著高于对照,这表明Cd胁迫下紫花苜蓿种子萌发过程中有内源NO的产生,且在50μmol/L Cd胁迫下NO产生量达到最高峰。本研究选取了NOS、NR活性,亚硝酸根离子(NO_2~-)、类胡萝卜素(Car)含量四个参数作为内源NO产生途径的代表。结果表明,随着Cd处理浓度的增大,第一天、第三天和第四天的NOS活性呈现明显的剂量效应,即低浓度下增强,高浓度下减弱的效果;第二天和第五天的NOS活性总体呈现逐渐增加的趋势。Cd处理使紫花苜蓿种子体内的NO_2~-、Car含量发生了显著变化。随着Cd处理浓度的增大,紫花苜蓿种子体内的NO_2~-、Car含量总体呈现先升高后降低的趋势。四项指标总体均与NO含量变化规律相似,表明Cd胁迫能诱发紫花苜蓿种子萌发过程中内源NO的产生,主要通过NOS催化,及NO_2~-在NR催化作用下或在Car和光的介导作用下产生。不同浓度Cd处理下,NR五天的活性总量相对NOS活性、NO_2~-和Car含量而言更平稳,说明苜蓿种子萌发过程中NR活性受Cd浓度影响相对较小。第二天的NO含量较第一天相比有总体下降的趋势,这与NOS、NR、NO_2~-早期变化规律均相似,说明种子萌发初期NOS、NR、NO_2~-可能起主要的调控作用。第三天至第五天NO含量逐步增加,这与NOS、Car、NO_2~-后期变化规律相似,说明种子萌发后期NOS、Car、NO_2~-可能起更主要的调控作用。总体而言,50μmol/L Cd处理使NOS、NR活性,NO_2~-、Car含量显著增加,NO含量升高也最显著。(2)Cd胁迫显著抑制了紫花苜蓿种子萌发和生长,使发芽率、发芽势、种子活力指数和发芽指数,胚芽长和胚根长以及胚芽、胚根鲜重较对照(CK)显著降低。外源SNP处理能使上述参数较CK显著升高,而Cd胁迫下SNP处理能缓解Cd胁迫对紫花苜蓿种子萌发和生长的抑制作用,使上述参数较Cd单独处理显著升高,SNP的缓解作用却被NO的清除剂c-PTIO处理抵消,使上述参数较Cd+SNP相比显著下降,表明Cd胁迫可诱导内源NO产生,外源和内源NO都参与了紫花苜蓿种子对Cd胁迫的响应过程,能缓解Cd胁迫对植物萌发和生长的抑制,X椉臃⒀柯省⒎⒀渴啤⒅肿踊盍χ甘头⒀恐甘，
本文编号：1889191
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/1889191.html
