[硕士论文] 一氧化氮促进盐胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长机制的研究 [复制链接]

资料简介：
硕士论文-一氧化氮促进盐胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长机制的研究，共81页，50334字

摘 要

本文以玉米（Zea mays L.）为实验材料，研究 NO 促进盐胁迫下玉米种子萌发和幼

苗生长的机制，结果表明，0.001-1.0 mmol/L NO 供体硝普钠（sodium nitroprusside，SNP）

处理能够明显缓解 150 mmol/L NaCl 胁迫对玉米种子萌发的抑制作用，其中以 0.1

mmol/L SNP 的作用效果最为显著。0.1 mmol/L SNP 处理显著提高盐胁迫下玉米种子发

芽率，促进胚芽和胚根生长及须根形成，提高胚根的活力。种子淀粉酶活性测定证明 0.1

mmol/L SNP 提高种子萌发时 α-淀粉酶、β-淀粉酶和总淀粉酶的活性。这可能是 SNP 促

进种子萌发并影响后期幼苗生长的前期原因之一。利用胞外游离 Ca2+螯合剂 EGTA、质

膜 Ca2+通道阻断剂 LaCl3 和液泡 Ca2+释放抑制剂钌红证明 Ca2+参与盐胁迫下 SNP 促进玉

米种子萌发的信号转导过程，发现胞外 Ca2+、胞外 Ca2+的内流和胞内 Ca2+的释放都与

SNP 调控的盐胁迫下玉米种子萌发有密切关系。

150 mmol/L NaCl 处理三叶一心期玉米幼苗，结果表明，SNP 能促进盐胁迫下玉米

幼苗的生长、根的伸长及须根的发生；提高玉米幼苗叶片和根尖中 IAA 和 GA 含量；用

NO 合成抑制剂 L-NAME 和 NaN3 及 NO 清除剂 cPTIO 处理，可减弱 SNP 处理时 IAA

和 GA 含量的增加。表明，NO 参与调节盐胁迫下玉米幼苗 IAA 和 GA 的积累。此外，

盐胁迫下玉米幼苗叶片和根尖中生长素氧化酶（indoleacetic acid oxidase，IOD）和过氧

化物酶（peroxidase，POD）的活性均有所提高，SNP 处理可降低两者的活性。IOD 和

POD 是影响 IAA 含量的关键酶，说明 SNP 可能通过对 IOD 和 POD 活性的调节间接提

高 IAA 的水平。盐胁迫前期玉米幼苗根尖和叶片中 iPA 的含量下降，SNP 处理可提高

玉米幼苗体内的 iPA 含量；用 L-NAME 和 NaN3 及 cPTIO 处理，可减弱 SNP 处理下 iPA

含量的增加。但是长期盐胁迫可以诱导 iPA 的积累。NO 参与调节盐胁迫早期玉米幼苗

iPA 的积累，NO 可能位于 iPA 的上游起作用。由此推测，NO 参与调控玉米幼苗体内促

进生长激素的积累，提高了玉米幼苗的耐盐性。

为探明盐胁迫条件下植物体内 NO 的积累机制和信号转导途径，本文研究了盐胁迫

对玉米幼苗体内 NO 含量、NR 和 NOS 活性的影响，L-NAME 和 NaN3 对玉米幼苗体内

NO 含量的影响；用 Confocal 技术研究盐胁迫下玉米幼苗根部 NO 分布及含量的变化；

检测了盐胁迫对 NO 受体顺乌头酸酶（aconitase，ACO）活性的影响。结果表明，盐胁

迫下玉米幼苗根尖和叶片中 NO 含量及 NOS 活性均显著提高，而 NR 活性显著降低；

L-NAME 对 NO 含量的影响比 NaN3 更加显著；说明 NOS 途径是盐胁迫下玉米幼苗体内

合成 NO 的主要途径。根部 NO 主要分布于表皮和根毛，L-NAME 对根部 NO 的影响比

NaN3 更加显著，表明盐胁迫下玉米幼苗通过提高根尖中 NOS 的活性产生 NO。ACO 活

性在很短的时间内迅速下降，推测 ACO 作为 NO 受体在短时间内迅速对 NO 含量的变

化做出应答。

关键词：一氧化氮；盐胁迫；玉米种子；幼苗生长；激素；信号

目录

摘要…………1

英文摘要……2

缩略词对照表4

前言…………5

材料与方法20

1. 材料……20

2. 试剂……20

3. 材料培养及处理.…………….…20

4. 方法……21

结果与分析26

1. 外源 NO 对盐胁迫下玉米种子萌发的影响…………26

1.1 SNP 对盐胁迫下玉米种子萌发的影响………………26

1.1.1 不同浓度 SNP 对玉米种子发芽率的影响…………26

1.1.2 不同浓度 SNP 对盐胁迫下玉米种子发芽率的影响26

1.1.3 不同浓度 SNP 对玉米胚芽长、胚根长和须根数的影响…………………27

1.1.4 不同浓度 SNP 对盐胁迫下玉米胚芽长、胚根长和须根数的影响………29

1.1.5 SNP 对盐胁迫下玉米胚根活力的影响………30

1.2盐胁迫下 SNP 对玉米种子萌发的作用…………31

1.2.1 SNP 对玉米种子萌发期淀粉酶活性的影响……31

1.2.2 SNP 对盐胁迫下玉米种子萌发期总淀粉酶活性的影响…………………...32

1.3 Ca2+参与盐胁迫下SNP促进玉米种子萌发的信号转导途径…………………33

1.3.1 EGTA对盐胁迫下SNP促进玉米种子萌发的影响…33

1.3.2 LaCl3对盐胁迫下SNP促进玉米种子萌发的影响…33

1.3.3 RR对盐胁迫下SNP促进玉米种子萌发的影响……34

2. 外源NO对盐胁迫下玉米幼苗生长的作用…………35

2.1 SNP对盐胁迫下玉米幼苗生长发育的影响…………35

2.1.1 不同浓度NaCl对玉米幼苗株高、根长和须根数的影响…………………35

2.1.2 不同浓度SNP对玉米幼苗株高、根长和须根数的影响…………………35

2.1.3 SNP对盐胁迫下玉米幼苗株高、根长和须根数的影响…………………36

2.2 SNP 促进盐胁迫下玉米幼苗生长与 IAA 之间的关系..36

2.2.1 SNP 和 IAA 对盐胁迫下玉米幼苗生长的影响……36

2.2.2 盐胁迫下 SNP 通过对 IAA 代谢的调控促进玉米幼苗生长………………37

2.2.2.1 SNP 对盐胁迫下玉米幼苗内源 IAA 含量的影响37

2.2.2.2 SNP对盐胁迫下玉米幼苗IOD活性的影响………38

2.2.2.3 SNP对盐胁迫下玉米幼苗POD活性的影响………38

2.2.2.4 SNP对盐胁迫下玉米幼苗POD组织化学定位的影响……………………39

2.2.2.5 SNP对盐胁迫下玉米幼苗POD及其同工酶酶谱的影响…………………39

2.2.2.6 NO合成抑制剂和SNP对盐胁迫下玉米幼苗内源IAA含量的影响………40

2.2.2.7 NO清除剂cPTIO和SNP对盐胁迫下玉米幼苗内源IAA含量的影响……41

2.2.2.8 NO合成抑制剂、NO清除剂和IAA对盐胁迫下玉米幼苗生长的影响……41

2.3 SNP促进盐胁迫下玉米幼苗生长与GA的关系………42

2.3.1 外源SNP和GA3对盐胁迫下玉米幼苗生长的影响42

2.3.2 SNP对盐胁迫下玉米幼苗内源GA含量的影响……43

2.3.3 NO合成抑制剂和SNP对盐胁迫下玉米幼苗内源GA含量的影响…………43

2.3.4 NO清除剂cPTIO和SNP对盐胁迫下玉米幼苗内源GA含量的影响………44

2.4 SNP促进盐胁迫下玉米幼苗生长与CTK的关系……45

2.4.1 外源SNP和CTK对盐胁迫下玉米幼苗生长的影响45

2.4.2 SNP对盐胁迫下玉米幼苗内源iPA含量的影响……45

2.4.3 NO合成抑制剂和SNP对盐胁迫下玉米幼苗内源iPA含量的影响…………46

2.4.4 NO清除剂cPTIO和SNP对盐胁迫下玉米幼苗内源iPA含量的影响………47

2.5 盐胁迫下NO的信号转导机制…48

2.5.1 NO 参与玉米幼苗对盐胁迫的应答…………………48

2.5.1.1 盐胁迫下玉米幼苗体内NO含量的变化…………48

2.5.1.2 NaCl 处理对玉米幼苗 NR 活性的影响……………48

2.5.1.3 NaCl 处理对玉米幼苗 NOS 活性的影响…………49

2.5.1.4 NaCl 和 NR 抑制剂共处理对玉米幼苗 NO 含量的影响…………………49

2.5.1.5 NaCl 和 NOS 抑制剂共处理对玉米幼苗 NO 含量的影响………………50

2.5.2 盐胁迫对玉米幼苗根部NO分布的影响……………50

2.5.2.1 盐胁迫对玉米幼苗根表皮 NO 分布的影响………50

2.5.2.2 盐胁迫对玉米幼苗根毛NO分布的影响…………51

2.5.3 ACO参与NO对盐胁迫的应答52

讨论………53

结论………60

参考文献…63

图版………..69

致谢………74

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