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CO、NO缓解干旱胁迫对水稻种子萌发过程的氧化伤害及延迟糊粉层PCD的发生

李江  
【摘要】: 干旱胁迫造成植物体内活性氧积累,引起氧化胁迫,对植物的正常生长发育造成伤害。本研究以水稻(Oryza sativa L.)品种‘Ⅱ优128’种子为材料,研究外源CO和NO对干旱胁迫下水稻种子萌发过程抗氧化能力的影响。结果表明1.0μmol·L-1的CO供体高铁血红素(Hematin)和200μmol·L-1的NO供体硝普钠(SNP)可以显著提高干旱胁迫下水稻种子的发芽率、芽长、根长;提高淀粉酶活性及增加可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量;不同程度地诱导超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性;降低质膜相对透性和MDA含量。证实CO和NO可以有效缓解干旱胁迫对萌发水稻种子造成的氧化伤害,促进种子萌发。 禾谷类作物种子萌发过程中,糊粉层细胞具有较强活力,合成并分泌多种水解酶至胚乳中分解贮藏物质,为胚生长提供营养,完成分泌作用后细胞发生程序性死亡。本研究通过药理学、解剖学结合染色方法及显微技术,研究萌发水稻种子糊粉层细胞PCD的形态特点。发现正常条件下,糊粉层细胞PCD的发生与其液泡化程度紧密联系,并且与胚的生长及距离有明显的时间效应和位置效应,液泡化的最终形态也有所差异。而在干旱胁迫下,外源CO、NO供体可以降低DNA的降解速率,提高细胞的存活率,延迟糊粉层细胞PCD的发生;CO合成酶抑制剂及清除剂和NO专一性清除剂则有效逆转CO和NO的效应。并推测CO可能作用于NO的上游,通过NO的介导参与干旱胁迫下水稻种子的萌发。


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