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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 外源一氧化氮供體SNP對(duì)NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗葉片ASA-GSH循環(huán)的影響
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 為了探討一氧化氮（NO）對(duì)鹽脅迫下鹽生植物氧化傷害的緩解效應(yīng)，采用葉面噴施的方法，研究了外源NO供體硝普鈉(SNP)對(duì)NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗抗壞血酸(ASA)-谷胱甘肽(GSH)循環(huán)抗氧化系統(tǒng)的影響。研究結(jié)果表明NO可能通過GC介導(dǎo)的cGMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑參與ASA-GSH循環(huán)抗氧化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，從而有效緩解了鹽脅迫誘導(dǎo)的氧化傷害。
- 詳細(xì)介紹：
- 多裂駱駝蓬(Peganum multisectum Bobr)為蒺藜科(zygophyllaceae)駱駝蓬屬(Peganum L.)多年生草本植物，是我國(guó)特有種，廣泛分布于我國(guó)西北部的鹽堿荒地和黃土山坡，常形成鹽堿植被的優(yōu)勢(shì)種。探討其應(yīng)答鹽漬逆境的生理機(jī)制以及增強(qiáng)其耐鹽性的有效途徑，對(duì)于生態(tài)脆弱地區(qū)植被的恢復(fù)和保護(hù)具有重要意義。本試驗(yàn)以SNP為NO供體，探討外源NO對(duì)NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗葉片ASA-GSH循環(huán)代謝和膜脂過氧化的影響，旨在為NO緩解鹽脅迫傷害提供理論依據(jù)，也為保護(hù)鹽堿生態(tài)提供對(duì)策和應(yīng)用。 為了探討NO對(duì)鹽生植物抗鹽性的調(diào)節(jié)效應(yīng)，采用培養(yǎng)試驗(yàn)，研究了外源一氧化氮(NO)供體硝普鈉(SNP)對(duì)NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗抗壞血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循環(huán)抗氧化系統(tǒng)的影響及可能的作用機(jī)理。通過對(duì)其葉片中丙二醛(MDA)；H2O2；ASA和DHA；GSH和GSS含量的測(cè)定，以及APX、MDAR和DHAR ；GR和GST活性的測(cè)定，進(jìn)行DPS軟件數(shù)據(jù)方差分析。結(jié)果表明，0.15 mmol?L-1SNP能提高300 mmol?L-1NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗葉片抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽還原酶(GR)和谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶(GST)活性，增加還原型抗壞血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量，降低脫氫抗壞血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量，提高ASA/DHA、GSH/GSSG比率，降低H2O2和MDA水平，對(duì)單脫氫抗壞血酸還原酶(MDAR)和脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)活性無(wú)顯著影響。NO信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑關(guān)鍵酶鳥苷酸環(huán)化酶(GC)抑制劑亞甲基藍(lán)(MB)逆轉(zhuǎn)了SNP對(duì)鹽脅迫下APX、GR、GST活性和ASA、GSH、DHA，H2O2、MDA含量及ASA/DHA、GSH/GSSG比率的調(diào)節(jié)效應(yīng)。由此表明，NO可能通過GC介導(dǎo)的cGMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)參與ASA-GSH循環(huán)活性氧清除系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，從而緩解鹽脅迫誘導(dǎo)的氧化傷害。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 多裂駱駝蓬是廣泛分布于隴東黃土高原區(qū)的一種多年生耐鹽耐旱植物，NO是新發(fā)現(xiàn)的一種信號(hào)分子，參與植物許多逆境脅迫的調(diào)控，增強(qiáng)植物的抗逆性。為了探討NO提高多裂駱駝蓬耐鹽性的作用及生理生態(tài)機(jī)制，以硝普鈉（SNP）為NO供體,研究NO對(duì)鹽脅迫下植株抗壞血酸—谷胱甘肽（ASA—GSH）循環(huán)的調(diào)節(jié)效應(yīng)，旨在為NO緩解鹽脅迫提供理論依據(jù)，也為保護(hù)鹽堿生態(tài)植被提供實(shí)踐對(duì)策。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- ASA-GSH循環(huán)參與植物遭受逆境脅迫時(shí)膜脂過氧化傷害的保護(hù)，本文系統(tǒng)研究了外源SNP對(duì)鹽脅迫下參與ASA-GSH循環(huán)中關(guān)鍵酶的調(diào)控作用，并探討了NO可能的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)合理，實(shí)驗(yàn)過程完整，結(jié)果可靠，并得出NO可能通過GC介導(dǎo)的cGMP途徑參與ASA—GSH循環(huán)活性氧清除系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，從而緩解鹽脅迫誘導(dǎo)的氧化傷害的結(jié)論。目前尚未見NO對(duì)駱駝蓬屬植物相關(guān)的研究報(bào)道。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 通過研究NO對(duì)干旱、荒漠植物——多裂駱駝蓬耐鹽性提高及作用機(jī)制的探討，可為增強(qiáng)植物對(duì)鹽漬逆境的適應(yīng)性提供理論依據(jù)，在西部生態(tài)環(huán)境重建中對(duì)植被的恢復(fù)具有重要意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了探討NO對(duì)鹽生植物抗鹽性的調(diào)節(jié)效應(yīng)，采用培養(yǎng)試驗(yàn)，研究了外源一氧化氮(NO)供體硝普鈉(SNP)對(duì)NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗抗壞血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循環(huán)抗氧化系統(tǒng)的影響及可能的作用機(jī)理。結(jié)果表明，0.15 mmol?L-1SNP能提高300 mmol?L-1NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗葉片抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽還原酶(GR)和谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶(GST)活性，增加還原型抗壞血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量，降低脫氫抗壞血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量，提高ASA/DHA、GSH/GSSG比率，降低H2O2和MDA水平，對(duì)單脫氫抗壞血酸還原酶(MDAR)和脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)活性無(wú)顯著影響。NO信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑關(guān)鍵酶鳥苷酸環(huán)化酶(GC)抑制劑亞甲基藍(lán)(MB)逆轉(zhuǎn)了SNP對(duì)鹽脅迫下APX、GR、GST活性和ASA、GSH、DHA，H2O2、MDA含量及ASA/DHA、GSH/GSSG比率的調(diào)節(jié)效應(yīng)。由此表明，NO可能通過GC介導(dǎo)的cGMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)參與ASA-GSH循環(huán)活性氧清除系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，從而緩解鹽脅迫誘導(dǎo)的氧化傷害。
獲獎(jiǎng)情況
- 2010年10月榮獲學(xué)校第十一屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 已有研究表明，信號(hào)分子NO廣泛參與植物適應(yīng)逆境脅迫的調(diào)控，緩解鹽脅迫傷害，提高植物耐鹽性，但NO對(duì)多裂駱駝蓬耐鹽性的作用及其機(jī)制的研究未見報(bào)道，以下是關(guān)于NO提高植物鹽逆境耐性的相關(guān)文獻(xiàn)： [1] Mata C G, Lamattina L. Nitric oxide induces stomatal closure and enhances the adaptive plant responses against drought stress [J]. Plant Physiol, 2001, 126: 1196-1204. [2] Zhao L Q, Zhang F, Guo J K, et al. Nitric oxide functions as a signal in salt resistance in the calluses from two ecotypes of reed [J]. Plant Physiol, 2004, 134(2): 849-857. [3] 樊懷福, 郭世榮, 段九菊, 等. 外源NO對(duì)NaCl脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)和谷胱甘肽抗氧化酶系統(tǒng)的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 28(6): 2511-2517. [4] 楊穎麗, 范慶, 魏學(xué)玲, 等. 硝普鈉處理對(duì)白刺愈傷組織膜脂過氧化及抗氧化酶活性的影響[J]. 植物研究, 2009, 29(3): 303-307. [5] 劉建新, 胡浩斌, 王鑫. 外源NO對(duì)鹽脅迫下黑麥草幼苗根生長(zhǎng)抑制和氧化損傷的緩解效應(yīng)[J]. 2008, 28(1): 7-13.
同類課題研究水平概述
- 一氧化氮(NO)是植物體內(nèi)一種重要的生物活性分子，主要通過一氧化氮合酶(NOS)和硝酸還原酶(NR)催化合成。已有研究證實(shí)，NO廣泛參與植物對(duì)各種逆境脅迫應(yīng)答的調(diào)節(jié)，緩解鹽和干旱脅迫對(duì)植物的氧化傷害；NO能促進(jìn)白刺愈傷組織抗氧化酶活性升高而對(duì)細(xì)胞具有保護(hù)作用；通過增加耐鹽相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄本誘導(dǎo)鹽脅迫下水稻葉片的抗氧化防護(hù)；參與活性氧代謝和激發(fā)能分配的調(diào)節(jié)減輕鹽脅迫對(duì)黑麥草的傷害和幼苗生長(zhǎng)的抑制。近來(lái)的研究證明，植物中NO作用的重要途徑之一是通過激活鳥苷酸環(huán)化酶(GC)產(chǎn)生環(huán)鳥苷單磷酸(cGMP)介導(dǎo)而產(chǎn)生諸多生理功能。例如，用NO處理煙草葉片后檢測(cè)到cGMP水平迅速提高；已有研究表明，NO可能通過GC介導(dǎo)提高NaCl脅迫下黃瓜幼苗葉片的GR活性和GSH/GSSG比值，緩解鹽脅迫造成的損傷?？箟难?ASA)-谷胱甘肽(GSH)循環(huán)是植物體內(nèi)普遍存在的H2O2清除途徑；NaCl脅迫下，茄子幼苗的ASA和GSH代謝發(fā)生顯著變化，并認(rèn)為維持ASA-GSH循環(huán)有效運(yùn)轉(zhuǎn)是嫁接苗抗鹽性優(yōu)于自根苗的重要方面。 NO是否參與調(diào)節(jié)ASA-GSH循環(huán)緩解鹽脅迫對(duì)荒漠植物的氧化傷害？目前的研究未見報(bào)道。多裂駱駝蓬(Peganum multisectum Bobr)為蒺藜科(zygophyllaceae)駱駝蓬屬(Peganum L.)多年生草本植物，是我國(guó)特有種，廣泛分布于西北部的鹽堿地、沙漠地域和黃土山坡，形成鹽堿植被的優(yōu)勢(shì)種，為抗鹽堿、防風(fēng)固沙的優(yōu)良植物。探討其應(yīng)答鹽漬逆境的生理機(jī)制以及增強(qiáng)其耐鹽性的有效途徑，對(duì)于生態(tài)脆弱地區(qū)植被的恢復(fù)和保護(hù)具有重要意義。本研究以硝普鈉為NO供體，探討外源NO對(duì)NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗葉片ASA-GSH循環(huán)代謝和膜脂過氧化的影響，旨在為NO緩解鹽脅迫傷害提供理論依據(jù)，也為保護(hù)鹽堿生態(tài)提供對(duì)策和應(yīng)用。
