一氧化氮和MAPK在油菜素內(nèi)酯誘導黃瓜抗氧化防御中的作用.pdf

1、近年來，我國設施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。最新數(shù)據(jù)表明，我國設施農(nóng)業(yè)園藝面積已居世界首位，約占世界設施園藝總面積的85％。但是我國設施農(nóng)業(yè)整體發(fā)展水平還不高，資金投入缺少，農(nóng)業(yè)設施體系薄弱，抵御自然風險能力較差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。加大資金投入改善農(nóng)業(yè)設施結構和科技創(chuàng)新提高植物對可控性相對較弱的生長環(huán)境的適應性是提升我國設施園藝發(fā)展水平兩種主要措施。園藝植物對不良環(huán)境適應的可塑性為我們提高科技創(chuàng)新減少資金投入提供了一條良好的路

2、徑。因此研究園藝植物應對不良設施環(huán)境的適應機理具有重要的意義。本文以黃瓜(Cucumis sativus L.)為材料，研究了一氧化氮(NO)參與油菜素內(nèi)酯(BR)對低溫、氧化脅迫逆境抗性的影響，及NO和過氧化氫(H2O2)作為信號分子在BR調(diào)控植物抗逆性中的相互關系。利用促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)抑制劑探討了蛋白激酶對BR誘導的氧化脅迫的影響。所得主要結果如下：
　　 1、研究了NO在BR介導的抗逆反應中產(chǎn)生途徑。通過

3、激光共聚焦和分光光度法發(fā)現(xiàn)，外源BR能夠誘導黃瓜葉片NO含量的增加。NO合成路徑中的兩種抑制劑：NR抑制劑tungstate和NOS抑制劑L-NAME以及NO清除劑PTIO能夠抑制BR對NO的誘導效果。因此，BR可能通過NR和NOS兩種路徑誘導NO的產(chǎn)生。
　　 2、研究了NO參與BR對黃瓜抗逆反應的調(diào)控機理。外源BR和NO供體SNP處理能夠顯著提高黃瓜對低溫、光氧化脅迫的抗性，抑制或者清除NO會阻礙BR對這兩種脅迫的保護作用。

4、BR和SNP誘導低溫和氧化脅迫抗性與其調(diào)控細胞抗氧化系統(tǒng)有關，并且NO的抑制劑和清除劑能夠抑制BR誘導的APX、CAT、GR和SOD酶活性及其相應的基因表達。
　　 3、研究了H2O2和NO在BR介導的廣譜抗性中的相互關系。外源H2O2和NO的供體SNP處理顯著提高了APX、CAT、GR和SOD抗氧化酶活性及其相應的基因表達。NO清除劑PTIO能夠抑制H2O2誘導的抗氧化能力，表明NO參與了H2O2對黃瓜抗氧化的調(diào)節(jié)。DPI和H

5、2O2清除劑(DMTU)能夠抑制BR誘導的NO的產(chǎn)生，但NO抑制劑和清除劑不影響B(tài)R誘導的H2O2積累，表明H2O2和NO在誘導植物抗逆性信號途徑中存在一定的線性關系，H2O2在NO上游發(fā)揮作用。
　　 4、研究了NO參與BR對PQ產(chǎn)生氧化脅迫的緩解作用。以黃瓜為材料，證實NO參與了BR通過降低氧化脅迫下膜脂過氧化能力，提高植物APX、CAT、SOD及GR抗氧化相關酶活性，并啟動抗氧化和解毒相關的谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶活性來增強植

6、物的抗氧化能力。此外，試驗中利用番茄BRs合成缺失突變體(D1m)和正常野生型(Condinred)作為補充材料，通過測定突變體和野生型NO含量及BR、SNP和PTIO預處理后再用噴施BR對PQ處理后Fv/Fm值的變化，進一步驗證了NO參與BR對PQ氧化脅迫的緩解作用。
　　 5、研究了蛋白激酶MAPK在BR誘導的抗氧化作用的影響。MAPK的抑制劑PD98059和U0126能降低外源噴施BR提高植株對光氧化脅迫的抗性，及BR誘導

7、的APX、CAT、GR和SOD抗氧化酶活性及其相應的基因表達，這兩種抑制劑還通過抑制BR引起的GSSG含量下降、GSH/GSSG比值的增加，從而影響B(tài)R對黃瓜氧化還原狀態(tài)的調(diào)節(jié)。此外BR誘導的GST活性也被這兩種抑制劑顯著抑制。結果表明蛋白激酶參與了BR對黃瓜抗氧化能力的調(diào)節(jié)。
　　 6、利用NO供體SNP研究了NO對光合作用參數(shù)、葉綠素合成基因和卡爾文循環(huán)相關基因的影響，結果表明NO提高CO2光飽和同化速率(Asat)，誘導了