外源NO對(duì)缺鎂脅迫玉米幼苗生理生化特性的影響.pdf

1、近些年,我國(guó)工業(yè)大發(fā)展,酸沉降增多,農(nóng)業(yè)上氮、磷、鉀化肥用量增加,導(dǎo)致土地鎂素越來(lái)越缺乏,農(nóng)作物生長(zhǎng)受到缺鎂脅迫。NO是生物體中一種重要的氧化還原信號(hào)分子,也是一種活性氮(Reactive nitrogen species,RNS)。研究表明,NO廣泛存在于植物組織中,并參與植物生長(zhǎng)、發(fā)育、抗病、抗逆等生理過程。到目前為止,對(duì)NO在缺鎂脅迫植物中的生理作用尚未報(bào)到,特別在玉米等農(nóng)作物上的研究報(bào)道也是空白。
　　 本實(shí)驗(yàn)以玉米品種

2、'鄭單958'(Zea may L.-‘Zhengdan958’)幼苗作為試驗(yàn)材料,采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng),研究外源NO對(duì)缺鎂脅迫玉米幼苗生理生化特性的影響,以了解NO是否在缺鎂脅迫植物中發(fā)揮作用,并闡明NO的作用機(jī)理。通過對(duì)玉米幼苗生物量、光合作用、離子平衡和活性氧代謝等方面進(jìn)行研究,得到以下結(jié)果:
　　 1、缺鎂脅迫使玉米幼苗株高、根長(zhǎng)和干鮮重下降,葉綠素含量、凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Cs)、蒸騰速率(Tr)和光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和

3、點(diǎn)兩個(gè)方面降低,胞間CO2濃度(Ci)提高,光合產(chǎn)物——淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白含量減少。用100μmol L-1 NO供體硝普鈉(SNP)處理后,玉米幼苗株高、根長(zhǎng)、干鮮重、葉綠素含量、Pn、Cs、Tr、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)以及光合產(chǎn)物淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量均升高,但Ci降低。
　　 2、缺鎂脅迫使玉米幼苗根系活力降低,N元素在地上部和根部分配失調(diào),新葉和老葉中Mg2+、Cu2+、Fe3+、Mn2+等離子含量下降,C

4、a2+、K+、Zn2+等離子含量上升。根中Mg2+離子含量下降,Ca2+、K+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Mn2+等離子含量上升。用100μmolL-1 SNP處理后能促進(jìn)缺鎂脅迫玉米根系活力增強(qiáng),改善了N代謝,新葉中Ca2+、K+和Zn2+等離子含量下降,Mg2+、cu2+、Fe3+和Mn2+等離子含量提高,老葉中Mg2+、Ca2+、K+和Zn2+等離子含量下降,Cu2+、Fe3+和Mn2+等離子含量提高,根中Mg2+、Ca2+、

5、K+、Cu2+、Zn2+、Fe3+和Mn2+離子含量均下降。
　　 3、隨著鎂營(yíng)養(yǎng)缺乏加重,玉米幼苗葉色變黃,類胡蘿卜素含量降低,MDA、H2O2和O2-含量增加、離子滲透率提高,活性氧清除酶SOD、APX和GR活性增強(qiáng),而POD和CAT活性減弱,小分子抗氧化劑AsA和Pro含量增加。用100μmol L-1 SNP處理后能緩解玉米幼苗變黃現(xiàn)象發(fā)生,葉片類胡蘿卜素含量提高,H2O2、O2-、MDA和Pro含量下降,離子滲透率下降

6、、活性氧清除酶SOD、POD和CAT活性增強(qiáng),而APX和GR酶活性減弱,AsA含量提高。
　　 由以上結(jié)果可見,活性氧的產(chǎn)生與清除平衡被打破,活性氧產(chǎn)生過量,葉綠素合成受到阻礙,致使玉米幼苗黃化,光合效率降低,細(xì)胞膜損傷嚴(yán)重,MDA大量積累,離子滲透率加大,導(dǎo)致體內(nèi)離子平衡失調(diào),玉米幼苗生長(zhǎng)受到抑制。NO可能通過直接清除活性氧,或者調(diào)節(jié)保護(hù)酶的活性,降低活性氧的產(chǎn)生速率,從而恢復(fù)葉綠素含量,消除玉米幼苗黃化癥,光合作用增強(qiáng),細(xì)胞