一氧化氮对家榆种子老化的影响及其作用机制研究

以家榆种子为试材,采用种子活力检测技术、激光共聚焦显微镜技术、蛋白质S-亚硝基化检测技术,结合多种相关抑制剂的使用,研究了NO对种子老化的影响及其作用机制。结果表明:(1)外源NO可显著提升老化处理后种子的活力,NO清除剂cPTIO可降低老化处理后种子的活力,且此影响可被NO供体硝普钠所恢复。(2)硝酸还原酶底物亚硝酸钠、类一氧化氮合酶底物L-精氨酸(L-Arg)均可提高老化处理后种子的活力,2种酶的抑制剂可降低种子活力,且此影响可被NO供体硝普钠所恢复,即硝酸还原酶与类一氧化氮合酶可参与种子老化过程中NO的产生。(3)种子老化过程中NO首先在子叶中合成,随后在胚根尖部、生长点与下胚轴等部位出现,蛋白质S-亚硝基化水平与NO在种子中产生的时间特点一致。研究认为,NO可提高种子抗老化能力,种子内NO可通过硝酸还原酶途径和类一氧化氮合酶途径产生,且与种子蛋白质S-亚硝基化水平相关。     

干旱胁迫下拟南芥磷脂酶Dδ与一氧化氮在种子萌发中的信号关系

以拟南芥野生型（WT）、一氧化氮合酶（NOS）缺失型突变体（noa1）、硝酸还原酶（NR）缺失型突变体（nia1,nia2）及磷脂酶Dδ（PLDδ）缺失型突变体（pldδ）幼苗为材料,研究了0.3 mol·L^-1甘露醇模拟干旱胁迫响应过程中PLDδ和一氧化氮（NO）之间的信号转导关系。结果显示：干旱胁迫下NO含量,PLD和NR活性及基因相对表达量显著升高,pldδ和nia2较其他突变体对干旱胁迫更敏感;外源添加NO供体硝普钠（SNP）可以提高干旱胁迫下WT,nia2和pldδ的种子萌发,而外源添加磷脂酸（PA）可以促进WT和pldδ的种子萌发,但不能促进nia2的种子萌发;PA可以促进干旱胁迫下WT和pldδ的NO产生,但不能促进nia2中NO的产生。表明：干旱胁迫下PLDδ/PA位于NO信号的上游,且PLDδ/PA主要通过NR2途径产生的NO促进干旱胁迫下拟南芥的种子萌发。     

NO对盐胁迫下长春花种子萌发和幼苗生理代谢的影响

为探讨NO对盐胁迫下长春花（Catharanthus roseus）种子萌发及幼苗生长的缓解作用,在50 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,研究了不同浓度外源NO供体硝普钠（SNP）处理对长春花种子萌发及幼苗生理代谢的影响。研究表明：盐胁迫抑制长春花种子萌发,0.1 mmol·L^-1 SNP缓解盐胁迫对长春花种子萌发和幼苗生长效果最好,显著提高种子发芽率、发芽指数、活力指数和叶片中脯氨酸（Pro）含量,降低了丙二醛（MDA）含量,0.1~0.5 mmol·L^-1 SNP下硝酸还原酶（NR）活性增强,大于0.5 mmol·L^-1 SNP加重盐胁迫伤害。适当浓度的NO可有效缓解盐胁迫对长春花种子和幼苗的伤害。     

一氧化氮对番茄种子抗吸胀冷害的影响

以番茄毛粉802种子为材料,通过对比实验,测定分析各处理种子的萌发率及第4天的平均根长、萌发指数、活力指数,以及相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)含量的变化,以探讨NO对番茄种子吸胀冷害的抵抗作用及其机理.结果显示:(1)外源NO可显著提高番茄种子经12 h吸胀冷害处理后的萌发率、平均根长、萌发指数和活力指数,并显著降低吸胀冷害下REC和MDA含量,同时显著提高SOD和CAT的含量.(2)NO所提高的吸胀冷害处理后种子的SOD和CAT活性不能被RNA合成抑制剂放线菌素D和蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺抑制.结果表明,NO可提高番茄种子抵抗吸胀冷害的能力,而且与NO激活了抗氧化系统有关,但NO不是通过促进抗氧化酶的合成来提高其活性.     

一氧化氮在光延缓小麦叶片衰老中的作用

以小麦(Triticum aestivum L.)离体叶片为材料,采用药理学实验和激光扫描共聚焦显微镜技术,对内源一氧化氮(NO)在光延缓离体小麦叶片衰老过程中的作用进行了研究.结果显示:光照处理的同时添加NO清除剂血红蛋白(Hb)或硝酸还原酶抑制剂钨酸钠(Na2WO4)后,光抑制离体小麦叶片叶绿素和可溶性蛋白含量降低及丙二醛累积的效应均显著减弱;光照处理下小麦叶片硝酸还原酶活性和内源NO水平均明显高于黑暗条件下,而Na2WO4处理不仅能抑制光诱导的硝酸还原酶活性提高,还与Hb处理一样能显著降低光下叶片内源NO水平.结果表明,硝酸还原酶途径来源的NO参与了光抑制离体小麦叶片衰老的过程.     

亚精胺浸种对渗透胁迫下白三叶种子萌发及淀粉代谢的影响

以‘拉丁诺’白三叶为材料,用0、10%、15%、20%（W/V）的聚乙二醇（PEG-6000）溶液模拟干旱条件,研究亚精胺（Spd）浸种对渗透胁迫下白三叶种子萌发和淀粉代谢的影响。结果表明,在PEG渗透胁迫下,白三叶种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽及胚根鲜重和胚根长度均显著（P<0.05）降低,淀粉水解为糖类的速率减慢;与蒸馏水浸种相比,0.05mmol·L^-1Spd浸种处理显著（P<0.05）提高了在渗透胁迫条件下种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽及胚根鲜重、干重和胚根长度,同时大幅提高了α-淀粉酶、β-淀粉酶及（α+β）-淀粉酶总活性,降低了淀粉含量,增加了还原糖和葡萄糖含量。说明Spd浸种提高了白三叶种子在渗透胁迫下的萌发能力和幼苗生长的环境适应性,这可能与增强种子体内淀粉酶活性,加速淀粉水解为还原糖和葡萄糖,为种子萌发和幼苗早期生长及时提供充足能量有关。     

外源一氧化氮供体对渗透胁迫下小麦种子萌发和水解酶活性的影响

采用含水量测定和种子吸胀实验,发现一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)促进小麦种子在渗透胁迫下萌发的效应是通过提高种子的吸胀能力实现的;SNP还能明显诱导胁迫下种子淀粉酶同工酶Ⅰ活性的上升,加速淀粉胚乳的液化或溶解,而对酯酶影响不大.此外,在无胁迫条件下的小麦种子萌发早期(12 h),SNP处理可以显著诱导葡萄糖、果糖和蔗糖含量的上升;采用外源糖和SNP,结合NO清除剂处理小麦种子,观察到葡萄糖、果糖和蔗糖都参与萌发早期NO信号对小麦种子淀粉酶同工酶Ⅰ的激活.     

钙离子参与一氧化氮促进盐胁迫下的玉米种子萌发

0.001～1.0 mmol·L~(-1)一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)均能提高玉米种子的发芽率,缓解盐胁迫下种子萌发的抑制作用,其中0.1 mmol·L~(-1)SNP的效果最佳。用胞外游离Ca~(2 )螯合剂EGTA、质膜Ca~(2 )通道阻断剂LaCl_3和液泡Ca~(2 )释放抑制剂钌红与0.1 mmol·L~(-1) SNP共处理,均能减弱或抵消SNP促进种子萌发的作用。据此推测,钙离子参与SNP促进盐胁迫下玉米种子萌发的信号转导过程。     

外源Glu和GABA对梭梭种子萌发及呼吸速率的影响

通过不同浓度外源谷氨酸(Glu)和γ-氨基丁酸(GABA)以及不同比例Glu/GABA处理梭梭种子,研究它们对梭梭种子萌发率、胚根长度和呼吸速率的影响.结果显示:(1)不同浓度的外源Glu均能显著提高梭梭种子的萌发率,促进胚根的伸长并增强其呼吸速率;(2)外源GABA在低浓度(0.1~5mmol·L-1)时能降低种子萌发率,促进胚根伸长,而高浓度(10mmol·L-1)的效应则相反;不同浓度GABA均抑制种子呼吸速率,且低浓度时抑制效果更明显;(3)不同比例Glu/GABA均能降低种子萌发率,抑制胚根伸长,增强呼吸速率.研究发现,梭梭种子的萌发和呼吸受到外源谷氨酸的促进,却受到外源γ-氨基丁酸的抑制.     

亚精胺浸种对渗透胁迫下白三叶子萌发及淀粉代谢的影响

以‘拉丁诺’白三叶为材料,用0、10％、15％、20％（W/V）即的聚乙二醇（PEG-6000）溶液模拟干旱条件,研究亚精胺fSpd）浸种对渗透胁迫下白三叶种子萌发和淀粉代谢的影响。结果表明,在PEG渗透胁迫下,白三叶种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽及胚根鲜重和胚根长度均显著（P〈0．05）降低,淀粉水解为糖类的速率减慢;与蒸馏水浸种相比,0．05mmol．L-1 Spd浸种处理显著（P〈0．05）提高了在渗透胁迫条件下种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽及胚根鲜重、干重和胚根长度,同时大幅提高了α-淀粉酶、β-淀粉酶及（α＋β）．淀粉酶总活性,降低了淀粉含量,增加了还原糖和葡萄糖含量。说明Spd浸种提高了白三叶种子在渗透胁迫下的萌发能力和幼苗生长的环境适应性,这可能与增强种子体内淀粉酶活性,加速淀粉水解为还原糖和葡萄糖,为种子萌发和幼苗早期生长及时提供充足能量有关。     

植物一氧化氮生物学的研究进展

一氧化氮 (NO) 是植物中的一种关键的信号分子。在植物中, NO的潜在来源包括一氧化氮合成酶、硝酸还原酶、黄嘌呤氧化还原酶和非酶促途径。NO能促进植物生长, 延缓叶片、花和果实衰老, 促进休眠和需光种子的萌发, 能与植物激素相互作用调节气孔运动, 诱导程序性细胞死亡和防御相关基因的表达, 并在逆境中作为一种抗氧化剂起作用。 NO的细胞内信号反应包括环鸟苷酸、环腺苷二磷酸核糖的产生和细胞质Ca2+浓度的增加, 其信号转导途径及其生物化学和细胞学本质还不十分清楚。     

与氮转化有关的土壤酶活性对抑制剂施用的响应

利用室内模拟培养试验,研究好气条件下施用尿素后土壤脲酶、脲酸还原酶、亚硝酸还原酶和羟胺还原酶活性对脲酶抑制剂氢醌（HQ）与硝化抑制剂包被碳化钙（ECC）和双氰胺（DCD）组合（HQ ECC、HQ DCD）的响应、结果表明,HQ DCD组合与其它抑制剂处理相比能更有效地降低土壤脲酶活性,增加硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、羟胺还原酶活性,不同处理土壤脲酶、亚硝酸还原酶和羟胺还原酶活性与土壤NH4^ 、NO3^-、NH3挥发和N2O排放速率间存在不同形式的显著相关关系：土壤脲酶、亚硝酸还原酶和羟胺还原酶活性之间存在不同形式的显著正相关关系。     

植物一氧化氮生物学的研究进展

一氧化氮(NO)是植物中的一种关键的信号分子.在植物中,NO的潜在来源包括一氧化氮合成酶、硝酸还原酶、黄嘌呤氧化还原酶和非酶促途径.NO能促进植物生长,延缓叶片、花和果实衰老,促进休眠和需光种子的萌发,能与植物激素相互作用调节气孔运动,诱导程序性细胞死亡和防御相关基因的表达,并在逆境中作为一种抗氧化剂起作用.NO的细胞内信号反应包括环鸟苷酸、环腺苷二磷酸核糖的产生和细胞质Ca2 浓度的增加,其信号转导途径及其生物化学和细胞学本质还不十分清楚.     

γ-氨基丁酸浸种对番茄种子及幼苗耐盐性调节的生理机制

以番茄‘金棚一号’为材料,研究了外源γ-氨基丁酸(GABA)浸种处理对NaCl胁迫下种子萌发及幼苗生长和生理代谢的影响。结果显示:(1)NaCl胁迫显著抑制了番茄种子的萌发和胚根生长,同时导致番茄幼苗体内活性氧(O2.-、H2O2)大量积累,膜脂过氧化程度加重,幼苗叶片光合系统Ⅱ活性显著降低,幼苗的生长受到严重抑制。(2)外源GABA浸种能够显著提高盐胁迫下番茄种子的萌发和胚根的生长,并以10.00mmol.L-1 GABA浸种处理效果最好。(3)外源GABA浸种处理显著提高了NaCl胁迫下番茄幼苗根系和叶片抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,降低了活性氧(O2.-、H2O2)的产生和膜脂过氧化程度,通过维持较高的光合系统Ⅱ活性,促进了幼苗的生长及生物量积累,但GABA的缓解效应存在较大的浓度差异,其中以10.00mmol.L-1 GABA处理效果较好。研究表明,10.00mmol.L-1 GABA浸种处理能够通过促进番茄种子萌发和幼苗生长来缓解盐胁迫的伤害。     

多胺和赤霉素在莴苣种子萌发中的作用及其相互关系

非感光性莴苣（挂丝红品种）种子于２２℃下萌发率在８０％左右,而２８℃下不萌发。２２℃下外源亚精胺显著促进种子萌发,多胺生物合成抑制剂ＤＦＭＡ和ＤＣＨＡ明显抑制种子萌发,而ＤＦＭＯ无效。２２℃诱导种子萌发过程中内源腐胺和亚精含量显著高于２８℃下它们的含量。ＧＡ３处理能诱导２８℃下种子的萌发,单独外源亚精胺处理效果不大,而外源亚精胺对ＧＡ３诱导效应有促进作用。ＤＦ－ＭＡ和ＤＣＨＡ能抑制ＧＡ３诱导２８℃     

外源CO及NO对干旱胁迫下水稻糊粉层细胞死亡的影响

采用荧光显微技术结合药理学方法,以水稻(Oryza sativa L.)种子及其糊粉层为实验材料,研究外源CO、NO对干旱胁迫下水稻种子萌发过程中糊粉层细胞DNA降解及死亡的影响。结果表明:(1)干旱胁迫促进糊粉层细胞的死亡,且近胚端糊粉层细胞的死亡进程早于远胚端的细胞。(2)外源CO及NO供体处理能缓解干旱胁迫下水稻糊粉层细胞DNA的降解,延迟细胞死亡进程;CO专一性抑制剂及NO清除剂能逆转CO及NO的效应,缩短细胞死亡进程。(3)外源CO及NO供体促进干旱胁迫下水稻种子的萌发,CO专一性抑制剂及NO清除剂能抑制干旱胁迫下水稻种子的萌发。(4)CO合成酶抑制剂并不能抑制外源NO对干旱胁迫伤害的缓解效应,即CO能通过NO介导调节干旱胁迫下水稻种子糊粉层细胞的死亡及种子萌发。     

植物一氧化氮(NO)研究进展

一氧化氮（NO）是植物的重要生物活性分子,它参与植物生长发育的许多过程,如种子萌发、下胚轴伸长、叶扩展、根生长、侧根形成、细胞凋亡以及植物抗逆反应等。大量的证据表明,植物可以通过与动物NO合酶类似的酶产生NO。此外,植物还可通过硝酸还原酶产生NO。NO在植物中的信号传递途径仍不十分清楚,植物有可能采用与动物相类似的机制。由于植物的大多数生长发育现象都受到植物激素的调节和控制,NO与植物激素之间的关系也受到越来越多的关注。通过激素起作用可能是植物内源NO作用的机理之一。     

NO对He-Ne激光和增强UV-B辐射小麦幼苗气孔运动的作用机理研究

为探讨NO对He-Ne激光和增强UV-B辐射小麦（Triticum aestivuml）气孔运动的作用机理,采用低剂量（5 mW.mm-2）He-Ne激光和增强（10.08 kJ.m-2.d-1）UV-B辐射并结合药理学实验和激光共聚焦显微技术,对ML7113小麦的叶片及表皮条进行不同的处理,结果显示：（1）UV-B辐射既可诱导小麦叶片气孔关闭,又能够明显增加气孔保卫细胞和叶片的NO水平,且NO清除剂明显抑制了UV-B辐射诱导的小麦叶片气孔关闭,同时气孔保卫细胞和叶片内的NO含量明显减少。（2）一氧化氮合酶（NOS）抑制剂L-NAME对经UV-B辐射诱导的小麦幼苗气孔开度及保卫细胞和叶片内NO含量的抑制程度明显大于硝酸还原酶（NR）抑制剂NaN3对其的抑制程度,说明一氧化氮合酶（NOS）合成途径是小麦叶片经UV-B辐射后NO的主要产生途径。（3）就气孔开度而言,L〉CK〉BL〉B。就小麦叶片及保卫细胞内NO含量而言,B〉BL〉CK〉L。就硝酸还原酶（NR）和一氧化氮合酶（NOS）的活性而言,B组NR活性最低,NOS活性最高,L组NR活性最高,NOS活性最低。表明经He-Ne激光和增强UV-B辐射诱导的小麦气孔开度的变化确实与保卫细胞及叶片中NO含量的多少有关,气孔开度的减小及增大对应于NO含量的增多或减少,同时进一步证实了小麦叶片经He-Ne激光单独辐照后,NO的主要合成途径也来源于NOS途径。     

外源多胺对莴苣种子萌发诱导及其与一氧化氮的关系

以正常莴苣'挂丝红'(Lactuca sativa)种子为材料,采用外源多胺(Put、Spd、Spm)、硝普钠(SNP)及NO清除剂cPTIO处理,以DAQ作为NO荧光检测探针,研究多胺和NO在莴苣种子萌发过程中的相互关系.结果显示:(1)外源多胺尤其是亚精胺(Spd)对莴苣种子都有一定的促早萌作用并以0.5 mmol·L-1处理最佳,其效果在种子吸胀后前48 h最为显著;1.0 mmol·L-1亚精胺合酶抑制剂环己胺(CHA)对莴苣种子萌发有较强的抑制作用;(2)外源NO供体SNP对莴苣种子早萌有显著的促进作用并表现出浓度依赖性,且48 h后促进作用消失,与外源Spd促进种子早萌作用相似;(3)在外源Spd和SNP处理的同时,添加NO清除剂cPTIO可显著降低SNP和Spd对莴苣种子萌发的促进作用;在Spd和SNP处理后的种子近胚区均有较强的NO荧光产生,而cPTIO可猝灭Spd和SNP处理种子胚荧光的增强,并伴随着对Spd和SNP促进种子早萌作用的抑制.研究表明,多胺尤其是亚精胺在促进莴苣种子早萌过程中可能与NO的诱导产生有关.     

NR和NOS在CTK延缓离体小麦叶片衰老中的作用

用一氧化氮(NO)清除剂血红蛋白(Hb)、硝酸还原酶(NR)抑制剂钨酸钠(Na2WO4)、一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-硝基精氨酸甲酯(L-NAME)并结合激动素(KT)和玉米素(ZT)两种细胞分裂素(CTK)处理离体小麦叶片,测定分析各处理的相关生理生化指标,以明确NR和NOS在CTK延缓离体小麦叶片衰老过程中的作用.结果显示:KT和ZT单独处理均能显著延缓离体小麦叶片衰老过程中叶绿素、可溶性蛋白含量的降低,抑制丙二醛(MDA)的积累,促进NR和NOS活性升高;在Hb、Na2WO4或L-NAME存在时,上述KT和ZT延缓衰老的效应均显著减弱,同时NR和NOS活性的升高也分别被Na2WO4和L-NAME显著抑制.该结果暗示CTK延缓离体小麦叶片衰老可能与其诱导了NR和NOS活性的提高,进而促进NO的生成有关.