麝香草酚調(diào)控水稻耐鎘脅迫和鹽脅迫的分子機(jī)制研究.pdf

1、麝香草酚作為植物源天然化合物，主要應(yīng)用在醫(yī)學(xué)和臨床研究領(lǐng)域。為了探究麝香草酚在作物環(huán)境脅迫條件下的應(yīng)用可能及相關(guān)作用機(jī)制，我們以水稻幼苗為研究材料，結(jié)合生理生化分析、熒光探針檢測和實時熒光定量技術(shù)，較為系統(tǒng)地考察了麝香草酚對水稻耐鎘脅迫和鹽脅迫的作用效果，分析了相關(guān)作用機(jī)理，為重金屬污染土壤及鹽堿化土壤中的水稻安全生產(chǎn)提供理論與應(yīng)用依據(jù)。取得的主要結(jié)果如下:
　　1、水稻幼苗根在100mM的NaCl和4μM的CdCl2單獨(dú)處理下，

2、生長均受到顯著抑制（處于半致死狀態(tài)）。采用20μM的麝香草酚共處理后，鹽脅迫和鎘脅迫對水稻幼苗根系伸長的抑制作用都得到了顯著的緩解。表明麝香草酚具有顯著緩解鹽和鎘對水稻幼苗生長的脅迫作用。
　　2、生理生化和組織化學(xué)染色技術(shù)發(fā)現(xiàn)，20μM的麝香草酚能夠顯著緩解單獨(dú)鎘脅迫或鹽脅迫誘導(dǎo)的氧化損傷、脂質(zhì)過氧化、總ROS的大量積累和細(xì)胞死亡。
　　3、使用特異性熒光探針LeadmiumTM Green AM來檢測植物根尖內(nèi)的Cd2+

3、，發(fā)現(xiàn)麝香草酚能夠顯著抑制鎘脅迫下水稻幼苗根Cd2+的含量。采用NO的特異熒光探針DAF-FM DA對水稻幼苗根尖內(nèi)源NO進(jìn)行原位檢測，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)鎘脅迫下，誘導(dǎo)水稻幼苗根尖內(nèi)源NO大量累積。外源NO供體SNP與鎘脅迫共同處理后，不僅增加了內(nèi)源NO的水平，還加劇水稻幼苗根的鎘毒害。而與單獨(dú)鎘脅迫相比，在鎘脅迫的基礎(chǔ)上加入麝香草酚或者NO的清除劑(cPTIO)和抑制劑(L-NMMA、Tungstate)后，都能夠降低水稻幼苗根尖的內(nèi)源NO上水

4、平，同時也緩解了水稻幼苗根部的鎘脅迫（如抑制根長、活性氧積累、細(xì)胞死亡）。此外，水稻幼苗根在單獨(dú)鎘脅迫下，能夠通過增強(qiáng)NR和NOS酶的活力來產(chǎn)生大量NO，而鎘脅迫引起的NO水平上升卻能在添加麝香草酚后被抑制。這說明適宜的麝香草酚濃度能夠通過抑制內(nèi)源NO下游事件（如:氧化損傷，細(xì)胞死亡和Cd積累）來應(yīng)對植物鎘脅迫。
　　4、麝香草酚能夠顯著增加鎘脅迫下水稻幼苗根的根部的抗氧化酶(SOD、APX、CAT)活性和抗氧化物質(zhì)（谷胱甘肽和抗

5、壞血酸）含量，同時能夠上調(diào)與抗氧化酶活性相關(guān)的基因（Mn-SOD、Cu/Zn-SOD、Fe-SOD、APX1/2、CATa/b）表達(dá)。這說明麝香草酚能夠通過調(diào)控水稻幼苗根部的活性氧穩(wěn)態(tài)來緩解鹽脅迫。
　　5、鹽脅迫相關(guān)的基因（OsSOS1、OsHKT1;1、OsNHX1、OsNHX2、OsNHX3、OsNHX5）表達(dá)水平檢測結(jié)果顯示:單獨(dú)鹽脅迫下，能夠誘導(dǎo)OsSOS1、OsNHX1、OsNHX2、OsNHX3、OsNHX5基因上調(diào)