基本信息
- 項目名稱：
- 外源一氧化氮供體SNP對NaCl脅迫下多裂駱駝蓬幼苗葉片ASA-GSH循環(huán)的影響
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 為了探討一氧化氮（NO）對鹽脅迫下鹽生植物氧化傷害的緩解效應，采用葉面噴施的方法，研究了外源NO供體硝普鈉(SNP)對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。研究結果表明NO可能通過GC介導的cGMP信號轉導途徑參與ASA-GSH循環(huán)抗氧化系統(tǒng)的調節(jié)，從而有效緩解了鹽脅迫誘導的氧化傷害。
- 詳細介紹：
- 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，是我國特有種，廣泛分布于我國西北部的鹽堿荒地和黃土山坡，常形成鹽堿植被的優(yōu)勢種。探討其應答鹽漬逆境的生理機制以及增強其耐鹽性的有效途徑，對于生態(tài)脆弱地區(qū)植被的恢復和保護具有重要意義。本試驗以SNP為NO供體，探討外源NO對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)，也為保護鹽堿生態(tài)提供對策和應用。 為了探討NO對鹽生植物抗鹽性的調節(jié)效應，采用培養(yǎng)試驗，研究了外源一氧化氮(NO)供體硝普鈉(SNP)對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理。通過對其葉片中丙二醛(MDA)；H2O2；ASA和DHA；GSH和GSS含量的測定，以及APX、MDAR和DHAR ；GR和GST活性的測定，進行DPS軟件數(shù)據(jù)方差分析。結果表明，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)活性無顯著影響。NO信號轉導途徑關鍵酶鳥苷酸環(huán)化酶(GC)抑制劑亞甲基藍(MB)逆轉了SNP對鹽脅迫下APX、GR、GST活性和ASA、GSH、DHA，H2O2、MDA含量及ASA/DHA、GSH/GSSG比率的調節(jié)效應。由此表明，NO可能通過GC介導的cGMP信號轉導參與ASA-GSH循環(huán)活性氧清除系統(tǒng)的調節(jié)，從而緩解鹽脅迫誘導的氧化傷害。
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)的一種信號分子，參與植物許多逆境脅迫的調控，增強植物的抗逆性。為了探討NO提高多裂駱駝蓬耐鹽性的作用及生理生態(tài)機制，以硝普鈉（SNP）為NO供體,研究NO對鹽脅迫下植株抗壞血酸—谷胱甘肽（ASA—GSH）循環(huán)的調節(jié)效應，旨在為NO緩解鹽脅迫提供理論依據(jù)，也為保護鹽堿生態(tài)植被提供實踐對策。
科學性、先進性及獨特之處
- ASA-GSH循環(huán)參與植物遭受逆境脅迫時膜脂過氧化傷害的保護，本文系統(tǒng)研究了外源SNP對鹽脅迫下參與ASA-GSH循環(huán)中關鍵酶的調控作用，并探討了NO可能的轉導途徑，實驗方案設計合理，實驗過程完整，結果可靠，并得出NO可能通過GC介導的cGMP途徑參與ASA—GSH循環(huán)活性氧清除系統(tǒng)的調節(jié)，從而緩解鹽脅迫誘導的氧化傷害的結論。目前尚未見NO對駱駝蓬屬植物相關的研究報道。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 通過研究NO對干旱、荒漠植物——多裂駱駝蓬耐鹽性提高及作用機制的探討，可為增強植物對鹽漬逆境的適應性提供理論依據(jù)，在西部生態(tài)環(huán)境重建中對植被的恢復具有重要意義。
學術論文摘要
- 為了探討NO對鹽生植物抗鹽性的調節(jié)效應，采用培養(yǎng)試驗，研究了外源一氧化氮(NO)供體硝普鈉(SNP)對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理。結果表明，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)活性無顯著影響。NO信號轉導途徑關鍵酶鳥苷酸環(huán)化酶(GC)抑制劑亞甲基藍(MB)逆轉了SNP對鹽脅迫下APX、GR、GST活性和ASA、GSH、DHA，H2O2、MDA含量及ASA/DHA、GSH/GSSG比率的調節(jié)效應。由此表明，NO可能通過GC介導的cGMP信號轉導參與ASA-GSH循環(huán)活性氧清除系統(tǒng)的調節(jié)，從而緩解鹽脅迫誘導的氧化傷害。
獲獎情況
- 2010年10月榮獲學校第十一屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽一等獎
鑒定結果
- 無
參考文獻
- 已有研究表明，信號分子NO廣泛參與植物適應逆境脅迫的調控，緩解鹽脅迫傷害，提高植物耐鹽性，但NO對多裂駱駝蓬耐鹽性的作用及其機制的研究未見報道，以下是關于NO提高植物鹽逆境耐性的相關文獻： [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NaCl脅迫下黃瓜幼苗生長和谷胱甘肽抗氧化酶系統(tǒng)的影響[J]. 生態(tài)學報, 2008, 28(6): 2511-2517. [4] 楊穎麗, 范慶, 魏學玲, 等. 硝普鈉處理對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對鹽脅迫下黑麥草幼苗根生長抑制和氧化損傷的緩解效應[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，NO廣泛參與植物對各種逆境脅迫應答的調節(jié)，緩解鹽和干旱脅迫對植物的氧化傷害；NO能促進白刺愈傷組織抗氧化酶活性升高而對細胞具有保護作用；通過增加耐鹽相關基因的轉錄本誘導鹽脅迫下水稻葉片的抗氧化防護；參與活性氧代謝和激發(fā)能分配的調節(jié)減輕鹽脅迫對黑麥草的傷害和幼苗生長的抑制。近來的研究證明，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)介導而產(chǎn)生諸多生理功能。例如，用NO處理煙草葉片后檢測到cGMP水平迅速提高；已有研究表明，NO可能通過GC介導提高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。抗壞血酸(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，并認為維持ASA-GSH循環(huán)有效運轉是嫁接苗抗鹽性優(yōu)于自根苗的重要方面。 NO是否參與調節(jié)ASA-GSH循環(huán)緩解鹽脅迫對荒漠植物的氧化傷害？目前的研究未見報道。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)勢種，為抗鹽堿、防風固沙的優(yōu)良植物。探討其應答鹽漬逆境的生理機制以及增強其耐鹽性的有效途徑，對于生態(tài)脆弱地區(qū)植被的恢復和保護具有重要意義。本研究以硝普鈉為NO供體，探討外源NO對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)，也為保護鹽堿生態(tài)提供對策和應用。
