屠洁[1]2002年在《外源一氧化氮对小麦叶片过氧化氢代谢及老化过程的影响》文中进行了进一步梳理一氧化氮(nitric oxide，NO)是一种全新的植物生长调节物质，参与了植物的生长、发育、抗病、抗逆等生理过程，但是NO对植物叶片老化过程的调节目前还不是很清楚。本研究探查了外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside，SNP)对小麦(Triticum aestivum L．)叶片过氧化氢(H_2O_2)代谢的影响，并进一步分析了外源NO对小麦叶片老化过程的调节作用及其相关机理。 结果表明，不同浓度的SNP(1 mmol／L和5 mmol／L)处理30min内，离体小麦叶片内H_2O_2含量均有一个显着上升的过程，同时过氧化物酶(POD)活力受到显着抑制，而过氧化氢酶(CAT)活力则轻微下降；处理30min到240min时，POD活力的抑制状态基本维持不变，而CAT活力开始恢复上升，H_2O_2含量也相应地开始下降。粗酶液的体外实验也表明，SNP对POD和CAT的抑制类型不同，前者可能是不可逆抑制，后者则可能是可逆抑制，暗示NO可能通过对POD和CAT的不同抑制作用来调节小麦叶片内源H_2O_2含量。 不同浓度的SNP(0，0.05，0.1，0.2，0.5mmol／L)处理正常生长小麦叶片(二叶一心期时第二叶)，结果显示低浓度SNP(0.05，0.1，0.2mmol／L)可以明显降低H_2O_2和MDA的水平，其中0.1 mmol／L SNP的作用最为明显；而较高浓度SNP(0.5mmol／L)则起相反的作用。进一步采用0.1 mmol／L的SNP处理不同叶位小麦叶片，结果表明低浓度NO对不同老化阶段中叶片的H_2O_2和O_2累积都有缓解作用，并明显降低叶片叶绿素、蛋白质的降解以及膜脂过氧化水平，有效延缓了叶片的老化进程。完整叶绿体体外老化实验中也发现，不同浓度SNP(0，0.05，0.1，0.2，0.5，1，5 mmol／L)的作用同样表现双重性，其中0.2 mmol／L SNP对膜结构及Rubisco保护作用最明显。 上述结果证实，低浓度外源NO可延缓小麦叶片的老化过程，这与其降低叶片活性氧(ROS)水平、缓解氧化损伤有关。
张文利[2]2002年在《小麦叶片顺乌头酸酶对一氧化氮和过氧化氢的敏感性》文中研究说明一氧化氮(NO)和过氧化氢(H_2O_2)是重要的生物信号分子，同时也是生物体内的天然代谢产物。动物顺乌头酸酶是NO信号转导过程中的一个重要靶酶和效应器，并且H_2O_2能迅速抑制其活性。已经发现，NO和H_2O_2在植物体内也具有多种生理功能，其中NO和H_2O_2能抑制烟草顺乌头酸酶活性，而马铃薯线粒体顺乌头酸酶活性则被H_2O_2强烈抑制；另外，已克隆的烟草顺乌头酸酶基因(NtACOl)编码的蛋白质氨基酸序列和人的铁调节蛋白1(IRP-1)有61％的同源性，并含有人IRP-1蛋白中与mRNA结合的保守区域。但是，有关NO和H_2O_2对其它植物材料中的顺头酸酶活性的影响以及植物顺乌头酸酶是否也是NO和H_2O_2信号转导过程的效应器等至今还不十分清楚。 小麦叶片粗酶液、初步纯化酶液、离体和连体叶片的处理结果表明，外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)和过氧化氢抑制小麦叶片顺乌头酸酶活性；同时外源NO衍生代谢物过氧亚硝酸阴离子(ONOO~-)的供体3-morpholinosydnonimine hydrochloride(SIN-1)和水杨酸(SA)处理对酶活性也具有抑制作用；并且小麦叶片线粒体顺乌头酸酶同工酶对SNP、SA、H_2O_2和SIN-1的敏感性存在明显差异，其中对H_2O_2和SIN-1更敏感。 进一步用SNP与过氧化氢酶(CAT)专一性抑制剂-氨基叁唑(3-AT)处理离体小麦叶片，发现在其内源H_2O_2含量上升的同时，顺乌头酸酶活性均呈浓度与时间依赖性下降趋势；同时，SNP对连体小麦叶片的处理结果显示，小麦叶片顺乌头酸酶活性被NO抑制后，不仅引起内源性柠檬酸水平上升，而且还导致内源性H_2O_2的累积。上述结果表明NO除直接抑制小麦叶片顺乌头酸酶活性外，还可能经H_2O_2介导间接对顺乌头酸酶产生抑制作用。
林英超[3]2014年在《盐胁迫下乙烯调控拟南芥种子萌发的作用机制》文中指出盐胁迫是影响植物生长发育的一个重要环境因素,但是植物的抗盐机制还有待进一步深入的研究。种子作为植物最重要的繁殖材料,其在盐胁迫下的萌发及萌发后幼苗的早期生长状况在一定程度上反映了植物的抗盐能力。植物气体型激素乙烯是迄今发现的唯一气体型激素,其不仅能够调节包括种子萌发、开花、衰老与脱落在内的生长发育过程,还参与调控植物的逆境反应。为了研究盐胁迫下乙烯信号对种子萌发的调控及其内在机制,本研究选用拟南芥哥伦比亚野生型Col-0及以其为背景的乙烯不敏感型突变体ein2-5和组成型乙烯反应突变体ctr1-1值株种子为实验材料,将其置于盐胁迫(NaCl)条件下培养,验证乙烯信号对于盐胁迫下拟南芥种子萌发的意义。不仅通过外源施加乙烯合成前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC)以及乙烯作用相关抑制剂进一步确定乙烯的功能,还探讨了一氧化氮(NO)信号分子对盐胁迫下拟南芥种子萌发的影响及其与乙烯信号在此过程中的相互作用。此外,本研究还分析了盐胁迫下乙烯信号对拟南芥种子内源过氧化氢(H2O2)产生,胚根仲长区细胞凋亡以及油脂代谢的影响。拟南芥作为理想的模式植物,与许多蔬菜、油料以及观赏植物同属十字花科植物。本研究不仅为揭示盐胁迫下种子萌发的调控机制提供重要的理论依据,而且对于实际农业生产中新品种培育以及我国大面积盐土开发与利用具有重要的实践意义。本研究主要结果如下：1.高浓度盐胁迫(NaCl)抑制拟南芥种子萌发伤害的来源。将野生型拟南芥种子置于NaCl (50mM,100mM,150mM和200mM)以及具有同等渗透势的甘露醇(100mM,200mM,300mM和400mM)预处理的培养基上完成吸胀作用,结果表明,NaCl胁迫对种子萌发引起的抑制作用远比甘露醇大,证明NaCl抑制种子萌发是由Na+引起的离子毒害造成的,而非溶液渗透势降低引起的渗透胁迫。2.乙烯信号对盐胁迫下拟南芥种子萌发的调控。对比研究乙烯不敏感型突变体ein2-5与组成型乙烯反应突变体ctrl-1在高盐胁迫(NaCl>100mM)培养条件下种子萌发的差异表明,与野生型拟南芥相比,ein2-5的种子萌发受到更严重的抑制,证明乙烯信号是盐胁迫下拟南芥种子所必须的调控因子。相反,突变体ctrl-1的种子则表现出了较高的抗盐能力,其萌发率显着高于同条件下的野生型种子,说明增强的乙烯信号反应,促进盐胁迫下拟南芥种子的萌发。另外,外源施加乙烯合成前体ACC于盐胁迫的Col-0种子不仅可以直接提高其萌发率,还显着地提高了萌发后幼苗的抗盐能力,降低了盐胁迫对幼苗胚根与子叶生长发育的抑制。3.信号分子NO对盐胁迫下拟南芥种子萌发的影响及其与乙烯在此过程中的关系。外源施加NO合成供体硝普钠(SNP)有效提高了盐胁迫下Col-0种子的萌发率和萌发后幼苗早期生长发育阶段的抗盐能力,降低了盐胁迫对胚根造成的生长抑制。进一步研究发现,乙烯与NO信号相互依赖调控盐胁迫下拟南芥种子萌发过程：完整的乙烯信号传导途径或增强的乙烯反应能够保证盐胁迫下种子内源NO正常合成；外源NO合成供体则具有促进盐胁迫下乙烯生物合成、提高乙烯反应的功能。由此可见,在盐胁迫下拟南芥种子中,二者形成一个相互作用的网络,彼此促进对方的生物合成,保证其发挥各自生物功能,共同参与调控萌发过程。4.盐胁迫下拟南芥吸胀种子中乙烯、NO与H2O2的关系。本研究选用H2O2预处理培养基模拟吸胀种子受到的氧化胁迫,结果表明,外源施加ACC可以极大的提高氧化胁迫下拟南芥种子的萌发能力,而SNP则只能较低程度的增加并且其功能发挥依赖于乙烯信号途径。另外,外源施加ACC可以显着降低Col-0吸胀种子中内源H2O2含量,但对于ein2-5则没有效果。以上结果说明,完整的乙烯信号传导途径或者增强的乙烯反应对于保持细胞内氧化还原平衡状态至关重要。野生型吸胀种子中编码超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的基因表达受盐胁迫诱导有不同程度的提高,相反,在乙烯不敏感型突变体ein2-5中其表达量却未发生显着变化。抗氧化酶系统主要成员SOD、CAT和POD酶的活性受盐胁迫的诱导也发生改变,但总体来讲野生型较ein2-5种子中叁种酶活性更稳定,说明野生型种子细胞氧化还原的状态更稳固。以上结果凸显了乙烯信号对于细胞内氧化平衡状态维持的重要性,本研究猜测这是乙烯正调控盐胁迫以及氧化胁迫下拟南芥种子萌发的内在机制之一。5.乙烯信号对吸胀种子胚根分生区细胞凋亡与油脂代谢的影响。乙烯组成型反应突变体ctrl-1胚根在盐胁迫下表现出较强抗性,克服了胁迫对伸长生长诱发的抑制,其胚根分生区细胞横向生长、体积变小,数目增加,排列紧密。同时,分析胚根伸长区细胞凋亡进程与油脂代谢发现,乙烯不敏感型突变体ein2-5中油脂分解过程受阻,油体数目比野生型减少但体积增大,并且其胚根外皮层细胞发生大面积细胞凋亡。相反,突变体ctrl-1种子中增强的乙烯信号反应保证细胞油脂代谢活动进行,细胞内油体体积变小数目增加,为胚根伸长生长等萌发活动提供能量,降低凋亡细胞的可能,减少种子坏死的发生,维持细胞正常活力,保证逆境条件下种子顺利萌发。因此,本研究即认为乙烯信号参与调控盐胁迫下吸胀种子中细胞凋亡与油脂代谢的进程,并最终决定了拟南芥种子的萌发特征。
史艳玲[4]2015年在《胞外ATP(eATP)在小麦种子活力和萌发率调控中的作用及其机制研究》文中研究说明种子活力和萌发率是种子质量的重要指标。目前已经知道胞外ATP (eATP)在植物生长发育和抗逆过程中有重要作用,但其对种子活力和萌发率的效应及机制还未完全清楚。本文以小麦(Triticum aestivum L.)种子为材料,研究了eATP在种子活力和萌发率调控中的作用及其与过氧化氢(H202)、一氧化氮(NO)的关系。主要结果如下：1.ATP和非水解ATP类似物苯甲酰苯甲酸/ATP (Bz-ATP)明显提高种子活力和萌发率,ATP竞争性抑制剂p,γ-亚甲基腺苷-5-叁磷酸(β,γ-meATP)、ATP降解酶已糖激酶(HK)和ATP受体拮抗剂苏拉明(Suramin)显着降低种子活力和萌发率。这些结果显示,eATP对种子活力和萌发率有重要调节作用。2.H202产生酶NADPH氧化酶抑制剂二苯基碘(DPI)、H2O2清除剂抗坏血酸(ASA)和过氧化氢酶(CAT)显着抑制Bz-ATP诱导的种子活力、萌发率提高和胚细胞H202产生。H202明显逆转DPI的上述效应,但不逆转ASA和CAT的效应。这些结果表明,NADPH氧化酶来源的H202参与eATP提高种子活力和萌发率的效应。3.一氧化氮合酶(NOS)抑制剂NG-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)、硝酸还原酶(NR)抑制剂钨酸钠(Na2WO4)和NO清除剂2,4-羧基苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(c-PTIO)显着抑制Bz-ATP诱导的种子活力、萌发率提高和胚细胞NO产生。NO供体硝普钠(SNP)明显逆转L-NAME和Na2WO4的上述效应,但不逆转c-PTIO的效应。这些结果表明,NOS和NR来源的NO均参与eATP提高种子活力和萌发率的效应。4.H202不逆转L-NAME、Na2WO4和c-PTIO对Bz-ATP提高种子活力和萌发率的抑制效应,SNP可有效逆转DPI、ASA和CAT对Bz-ATP增加种子活力和萌发率的抑制效应。与此相一致,L-NAME、Na2WO4和c-PTIO不抑制Bz-ATP诱导胚细胞H202产生,但DPI、ASA和CAT可显着阻断Bz-ATP诱导胚细胞NO产生。这些结果表明,H202通过诱导NO产生参与Bz-ATP提高种子活力和萌发率的效应。
参考文献：
[1]. 外源一氧化氮对小麦叶片过氧化氢代谢及老化过程的影响[D]. 屠洁. 南京农业大学. 2002
[2]. 小麦叶片顺乌头酸酶对一氧化氮和过氧化氢的敏感性[D]. 张文利. 南京农业大学. 2002
[3]. 盐胁迫下乙烯调控拟南芥种子萌发的作用机制[D]. 林英超. 东北林业大学. 2014
[4]. 胞外ATP(eATP)在小麦种子活力和萌发率调控中的作用及其机制研究[D]. 史艳玲. 陕西师范大学. 2015