亚精胺诱导莴苣种子早萌可能与一氧化氮的形成有关

摘要

精胺（Spm）、亚精胺（Spd）和它们的二胺前体腐胺（Put）是小分子脂肪族多聚阳离子，广泛存在于植物细胞中，与植物生长发育、形态建成和对逆境响应密切相关。一氧化氮（NO）是一种活性氧分子，作为植物细胞的信号分子，参与植物多种生长和发育调节。多胺和NO对植物种子萌发及幼苗生长都有作用，且多胺可以诱导植物组织产生NO。那么，多胺在调节种子萌发和幼苗生长过程中是否和NO的形成有关？多胺以何种途径诱导产生NO?国内外尚无相关文献报道。在本研究中，我们选用正常莴苣（Lactuca sativa）种子（挂丝红）为材料，用不同的外源物质处理，研究多胺和NO在莴苣种子萌发和幼苗生长过程中的作用以及它们两者在种子萌发过程中的相互关系。结果如下： 低浓度的外源多胺对莴苣种子萌发都有促早萌作用，其中，以0．5 mM Spd作用效果最好，其次是Spm，Put的作用较小。种子萌发时间进程曲线研究表明，0．5mM Put、Spd和Spm浸种都可显著促进种子的早萌，但48h后这种促早萌作用逐渐消失。与此相一致的是1．0 mM环己胺（CHA，亚精胺合酶抑制剂）对莴苣种子萌发有较强的抑制作用。多胺浸种对莴苣幼苗营养生长的影响研究表明，0．5 mMSpd可以明显促进根的生长，表现出根长和根鲜重增加，而Put对根生长的促进作用不明显，Spm不起作用。与对根系生长的影响不同，Put对株高和茎叶鲜重有明显的促进作用，Spd和Spm效果不明显。CHA处理结果表明，对幼苗株高、茎叶鲜重的影响不明显，但对根的生长表现出一定的促进作用。这些结果表明，多胺与莴苣种子的萌发和幼苗的生长有关。 外源NO供体硝普钠（SNP）对莴苣种子的早萌也表现出显著的促进作用。在0-100μM范围内，作用效果呈浓度依赖性，种子萌发率随SNP外源处理浓度的增加而增加，100μM SNP效果最好，200μM SNP反而抑制种子的萌发。时间进程曲线研究表明，在种子萌发前36h，100μM SNP的促早萌作用最显著，48 h后促进作用消失，表现出与外源Spd促进种子早萌相似的性质。SNP可促进莴苣幼苗的侧根生长，但对幼苗主根长、株高、茎叶鲜重都呈现不同程度的抑制作用。 在Spd和SNP外源处理的同时，添加NO清除剂cPTIO可显著降低SNP和Spd对莴苣种子萌发的促进作用。说明，在促进莴苣种子早萌作用中，Spd起着与SNP相似的作用，同时也暗示Spd促进种子早萌的机理之一可能与NO的诱导产生有关。 根据NO能和O2反应产生NOx，NOx在pH7．4时在N—萘基乙二胺二盐酸存在下能和对氨基苯磺酸反应，而引起在496 nm吸收值变化的原理，测定Spd和SNP浸种后提取液A496的变化。结果表明，两处理都可引起496 nm吸收值的增加，而在处理的同时外源添加NO清除剂cPTIO，可显著降低在496 nm处的光吸收值。NO专性荧光探针DAQ（激发光波长为470 nm）检测表明，在Spd和SNP处理后的种子近胚区有较强烈的NO荧光产生，而cPTIO可猝灭Spd和SNP处理引起种子胚荧光的增强，并伴随着对Spd和SNP促进种子早萌的抑制作用。实验进一步支持Spd促进种子早萌可能与NO的诱导产生有关。 植物疑似一氧化氮合酶（NOS）和硝酸还原酶可能参与植物细胞NO的合成。NOS抑制剂L—NAME和硝酸还原酶抑制剂钨酸钠处理结果表明，NR抑制剂—T—Na可强烈抑制Spd对莴苣种子的促早萌作用，但在Spd+T—Na处理和T—Na对照处理间，种子萌发率无显著差异。在Spd+T—Na处理的同时，外源添加SNP对T—Na抑制种子萌发的恢复作用不明显。NOS专性抑制剂L—NAME处理虽也可强烈抑制Spd对莴苣种子的促早萌作用，但与T—Na处理不同，外源SNP可显著恢复L—NAME对种子萌发率的抑制作用（P<0．05）。分析NR活性和酶谱结果表明，小于0．5 mMSpd处理对莴苣种子NR活性有明显的促进作用，酶谱带明显增宽。 根据以上研究，我们认为多胺尤其是亚精胺在促进莴苣种子早萌过程中可能与NO的诱导产生有关，但Spd诱导NO产生的机制尚待进一步研究。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

声明

前言

第一章文献综述 多胺和一氧化氮在植物生长发育中的作用

一、多胺在植物生长发育中的作用

二、一氧化氮在植物生长发育中的作用

第二章多胺和多胺生物合成抑制剂对莴苣种子荫发和幼苗生长的影响

引言

1 材料和方法

2实验结果

3讨论

第三章 NO供体、清除剂对Spd促进莴苣种子萌发和幼苗生长以及对NO释放的影响

引言

1材料和方法

2实验结果

3讨论

第四章钨酸钠和L-NAME对Spd促进莴苣种子早萌以及Spd对硝酸还原酶活性和酶谱的影响

引言

1材料和方法

2实验结果

3讨论

第五章全文讨论和结论

参考文献

硕士在读期间发表和撰写的论文

致谢