一氧化氮(NO)在硝酸鹽調(diào)節(jié)玉米根伸長(zhǎng)中的作用.pdf

1、植物根系大小和形態(tài)是決定植物吸氮能力的重要因素，而植物根系生長(zhǎng)發(fā)育與土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的分布及其有效性密切相關(guān)，尤其是硝酸鹽。然而目前關(guān)于硝酸鹽調(diào)節(jié)植物根系生長(zhǎng)的生理機(jī)制仍不清楚。一氧化氮(NO)是一種重要的氣體信號(hào)分子，參與植物體內(nèi)多種生理生化過(guò)程，包括調(diào)節(jié)根的生長(zhǎng)發(fā)育。本研究以玉米自交系478為材料，采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)法，探討了NO在硝酸鹽調(diào)節(jié)玉米根系生長(zhǎng)中的作用。主要結(jié)果和結(jié)論如下：
　　 玉米幼苗在不同硝酸鹽水平下生長(zhǎng)7天后，主

2、根伸長(zhǎng)隨著硝酸鹽濃度的升高而下降；與0.01 mM硝酸鹽處理下的玉米主根伸長(zhǎng)相比，0.1 mM和1 mM硝酸鹽處理對(duì)玉米主根伸長(zhǎng)分別抑制了30％和36％。隨著硝酸鹽濃度的增加，玉米主根根尖過(guò)氧化氫(H2O2)含量表現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，而抗氧化酶，如超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、過(guò)氧化物酶(POD)的活性則表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。外源供應(yīng)過(guò)氧化氫對(duì)低濃度硝酸鹽(0.01 mM)和高濃度硝酸鹽(10mM)處理下的玉米根伸長(zhǎng)都沒(méi)有影響

3、，這表明了根尖過(guò)氧化氫含量的下降不是高濃度硝酸鹽抑制玉米主根伸長(zhǎng)的原因。
　　 NO供體硝普鈉(SNP)能夠緩解高濃度硝酸鹽對(duì)玉米主根伸長(zhǎng)的抑制，而對(duì)低濃度硝酸鹽處理下的主根伸長(zhǎng)沒(méi)有影響，而且NO清除劑亞甲基蘭(MB)和NO合成酶抑制劑Nω-硝基-L-精氨酸(L-NNA)顯著抑制了低濃度硝酸鹽處理下的玉米主根伸長(zhǎng)，而對(duì)高濃度硝酸鹽處理下的玉米主根伸長(zhǎng)沒(méi)有影響。用NO特異性熒光染料4,5-二氨基乙酰乙酸熒光素(DAF-2DA)檢測(cè)

4、結(jié)果表明：高濃度硝酸鹽顯著降低玉米根尖NO含量。而玉米根中的硝酸還原酶活性隨硝酸鹽濃度的增加而增加。以上結(jié)果說(shuō)明，高濃度硝酸鹽抑制玉米主根伸長(zhǎng)可能是與根尖NO合成酶的下調(diào)所導(dǎo)致的內(nèi)源NO含量的降低有關(guān)。
　　 另外，外源生長(zhǎng)素(IAA)能緩解高濃度硝酸鹽對(duì)玉米主根伸長(zhǎng)的抑制，同時(shí)，也增加了高濃度硝酸鹽處理下玉米根中內(nèi)源NO含量，而對(duì)低濃度硝酸鹽處理下的玉米根中內(nèi)源NO沒(méi)有影響。因此推測(cè)，根尖生長(zhǎng)素的下降導(dǎo)致內(nèi)源NO含量的降低可能