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(cè)和實(shí)時(shí)熒光定量技術(shù)，較為系統(tǒng)地考察了麝香草酚對(duì)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(zhǎng)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(duì)水稻幼苗根系伸長(zhǎng)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(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)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(guò)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(lái)檢測(cè)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(duì)水稻幼苗根尖內(nèi)源NO進(jìn)行原位檢測(cè)，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(shí)也緩解了水稻幼苗根部的鎘脅迫（如抑制根長(zhǎng)、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(guò)增強(qiáng)NR和NOS酶的活力來(lái)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(shuō)明適宜的麝香草酚濃度能夠通過(guò)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(lái)應(yīng)對(duì)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(shí)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(shuō)明麝香草酚能夠通過(guò)調(diào)控水稻幼苗根部的活性氧穩(wěn)態(tài)來(lái)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(cè)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)