硝普鈉緩解鋁對黑麥和小麥毒害作用機理的研究.pdf

1、鋁是酸性土壤上限制植物生長的主要因子之一。作為信號分子，一氧化氮(nitric oxide，NO)在鋁誘導的氧化脅迫中可能的調節(jié)作用及其機理研究甚少。為了探明外源NO對鋁脅迫植物生長的影響及其作用機理，以黑麥品種Kingq(耐鋁)和小麥品種晉麥47(鋁敏感)為材料，研究了外源NO供體硝普鈉對鋁脅迫下黑麥和小麥根尖氧化應激、線粒體呼吸功能、根系活力和細胞壁吸附對鋁的吸附的影響。結果表明： 1、鋁脅迫條件下，黑麥和小麥幼苗根伸長生

2、長受到抑制，隨鋁濃度的增加，抑制程度加重，小麥受抑制更為嚴重；根尖和葉片的超氧陰離子(O<,2>·<'-1>)產(chǎn)生速率、H<,2>O<,2>和丙二醛含量均隨鋁濃度的增加呈現(xiàn)先增后降的趨勢；根和葉片超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶活性、可溶性蛋白含量增加，有助于將活性氧控制在一定濃度范圍內，可有效地避免活性氧傷害。 2、硝普鈉(SNP)能夠緩解鋁對黑麥和小麥根伸長生長的抑制效應。1mmol·L<'-1>的SNP處理明顯促進

3、50 pmol·L<'-1>AlCl<,3>脅迫下黑麥和小麥根的生長，但較高濃度SNP(大于1.5 mmol·L<'-1>)對根的生長則有抑制作用。SNP通過降低鋁脅迫下羥自由基、超氧陰離子自由基、MDA含量，降低SOD、APX等活性，減輕脅迫下根尖的氧化水平。 3、鋁降低黑麥和小麥的呼吸速率，P/O、OPR、R<,3>、R<,4>、RCR 值，線粒體膜H<'+>-ATPase、H<'+>-PPase、Na<'+>-K<'+>-

4、ATPase、Ca<'2+>-ATPase、Mg<'2+>-ATPase活性，而SNP則能提高呼吸速率、P/O、OPR、R<,3>、R<,4>、RCR．值和這些酶活性。說明鋁脅迫導致黑麥和小麥根尖細胞線粒體呼吸功能受損，氧化磷酸化解耦聯(lián)。黑麥受損程度較小麥低，而具有較強耐鋁能力。SNP作為一氧化氮(NO)的供體，推測NO可以有效減輕鋁脅迫導致的小麥根尖線粒體呼吸功能障礙，從而能夠緩解鋁毒害。 4、鋁脅迫下，根系活力下降，黑麥下降

5、速率較小麥小，可溶性糖含量和GA含量降低，PPO活性和根尖ABA含量增加。小麥根尖IAA含量下降而ZR含量上升，而黑麥根尖變化相反。SNP處理增加鋁脅迫下黑麥和小麥的根系活力、可溶性糖含量，降低根系PPO活性，提高根尖ABA、GA、ZR含量，提高小麥根尖IAA含量，降低黑麥IAA含量。提高根尖GA、ZR合成量，降低IAA/ZR比值是SNP增強黑麥耐鋁性的主要原因；而提高根尖IAA、ZR合成量，降低．ABA/GA比值是SNP緩解小麥鋁毒的

6、主要策略。 5、小麥根尖對鋁的吸附量和吸附速率顯著高于黑麥，1mmol·L<,-1>SNP處理顯著降低小麥和黑麥細胞壁對鋁的吸附量，根尖鋁含量顯著下降。鋁與根尖細胞壁的結合是導致植物鋁毒害的重要原因，而降低根尖細胞壁對鋁的吸附是外源NO緩解鋁毒害的重要機制。 綜合實驗結果，我們認為外源SNP通過產(chǎn)生NO能夠緩解鋁對植物的毒害作用，其作用機理有二：一是通過調節(jié)鋁脅迫下根尖羥自由基、超氧陰離子自由基、過氧化氫等含量，降低氧化脅